Geum.ru

Против метода

Вид материалаСочинение

Содержание


Но тогда мы должны, согласиться с тем, что наблюдения Галилея могли быть проверены невооруженным глазом и в результате могли быт
Подобный материал:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   22

10


Первоначальные опыты с телескопом также не давали такого обоснования: наблюдения неба с помощью телескопа были смутными, неопределенными и противоречили тому, что каждый мог видеть собственными глазами. А единственная теория, которая могла помочь отделить телескопические иллюзии от подлинных явлений, была опровергнута простой проверкой.

Начнем с того, что существует проблема телескопического видения. Эта проблема различна для небесных и земных объектов, и она именно так и мыслилась для этих двух случаев [1].

Представление о различиях в постановке этой проблемы опиралось на принятую в то время идею о том, что небесные и земные объекты образованы из различных веществ и подчиняются разным законам. Из этой идеи следует, что результат взаимодействия света (связывающего обе области и обладающего особыми свойствами) с земными объектами без дополнительного рассмотрения вопроса нельзя экстраполировать на область небесных объектов. В полном соответствии с аристотелевской теорией познания [2] (а также с существовавшими воззрениями на материю) к этой физической идее добавлялась идея о том, что человеческие чувства знакомы близлежащими земными объектами и способны воспринимать их ясно, даже если телескопический образ рачительно искажен или искривлен окрашенными краями. Мы не знаем, как выглядят звезды вблизи. Поэтому при их наблюдении мы не можем опереться на нашу память для отделения собственных черт объекта от того, что вносит в образ телескоп [3]. Кроме того, все знакомые ориентиры (например, задний план, перекрытие одним Предметом другого, знание размеров близких предметов и т.п.), формирующие образ и способствующие видению на поверхности Земли, отсутствуют, когда мы смотрим на небо, поэтому в этом случае появляются новые и неожиданные феномены [4]. Лишь новая теория зрения, соединяющая в себе гипотезу о поведении света в телескопе и гипотезу о реакции глаза в необычных обстоятельствах, могла бы перебросить мост через пропасть. разделяющую небо и землю, – пропасть, которая была и все еще продолжает оставаться очевидной в физике и астрономии [5]. Вскоре мы будем иметь случай оценить теории, существовавшие в то время, и увидим, что они были непригодны для решения этой задачи и опровергались простыми и ясными фактами. Сейчас же я хочу остановиться на самих наблюдениях и высказать несколько замечаний о противоречиях и трудностях, возникающих при попытке считать результаты телескопических наблюдений неба в их внешней видимости указаниями на устойчивые, объективные свойства рассматриваемых вещей.

Некоторые из этих трудностей уже заявили о себе в отчете современника Avvisi [6], который заканчивается замечанием о том, что, "хотя они {участники описанной встречи} специально вышли для проведения этого наблюдения {четырех новых звезд или планет, которые являются спутниками Юпитера, а также двух спутников Сатурна [7]} и оставались там до утра, они все-таки не пришли к соглашению о том, что видели".

Другая встреча, ставшая известной всей Европе, делает ситуацию еще более ясной. Приблизительно годом раньше, 24 и 25 апреля 1610 г., Галилей принес телескоп в дом своего оппонента Маджини, жившего в Болонье, чтобы продемонстрировать его двадцати четырем профессорам всех специальностей. Хорки, экзальтированный ученик Кеплера, писал об этом событии [8]: "Я так и не заснул 24 и 25 апреля, но проверил инструмент Галилео тысячью разных способов [9] и на земных предметах, и на небесных телах. При направлении на земные предметы он работает превосходно, при направлении на небесные тела обманывает: некоторые неподвижные звезды {была упомянута, например, Спика Девы, а также земное пламя} кажутся двойными [10]. Это могут засвидетельствовать самые выдающиеся люди и благородные ученые... все они подтвердили, что инструмент обманывает... Галилео больше нечего было сказать, и ранним утром 26-го он печальный уехал... даже не поблагодарив Маджини за его роскошное угощение..." Маджини писал Кеплеру 26 мая: "Он ничего не достиг, так как никто из присутствовавших более двадцати ученых не видел отчетливо новых планет (nemo perfecte vidit); едва ли он сможет сохранить эти планеты" [11]. Несколько месяцев спустя (в письме, подписанном Руффини) Маджини повторяет: "Лишь люди, обладающие острым зрением, проявили некоторую степень уверенности" [12]. После того как Кеплера буквально завалили отрицательными письменными отчетами о наблюдениях Галилея, он попросил у Галилея доказательств [13]: "Я не хочу скрывать от Вас, что довольно много итальянцев в своих письмах в Прагу утверждают, что не могли увидеть этих звезд {лун Юпитера} через Ваш телескоп. Я спрашиваю себя, как могло случиться, что такое количество людей, включая тех, кто пользовался телескопом, отрицают этот феномен? Вспоминая о собственных трудностях, я вовсе не считаю невозможным, что один человек может видеть то, что не способны заметить тысячи... [14]. И все-таки я сожалею о том, что подтверждений со стороны других людей приходится ждать так долго... Поэтому, Галилео, я Вас умоляю как можно быстрее представить мне свидетельства очевидцев..." В своем ответе от 19 августа Галилей ссылается на самого себя, на герцога Тосканского и Джулиано Медичи, "а также на многих других жителей Пизы, Флоренции, Болоньи, Венеции и Падуи, которые, однако, хранят молчание или колеблются. Большинство из них совершенно не способно отличить в качестве планеты Юпитер, Марс или даже Луну..." [15] Мягко говоря, не очень-то утешительное положение дел!

Сегодня мы несколько лучше понимаем, почему прямое обращение к телескопическому наблюдению должно было привести к разочарованиям, особенно на первых порах. Основная причина, которую предвидел уже Аристотель, состоит в том, что органы чувств, работающие в необычных условиях, способны давать необычную реакцию. Некоторые из старых историков догадывались об этом, однако описывали лишь негативную сторону дела, пытаясь объяснить отсутствие удовлетворительных данных наблюдения и бедность картины, видимой в телескоп [16]. Они не осознавали возможности того, что наблюдатель может находиться также под влиянием устойчивых позитивных иллюзий. Влияние таких иллюзий было осознано лишь в самое последнее время главным образом в результате исследований Рончи и его школы [17]. Эти ученые получили данные о громадных вариациях в расположении телескопического образа и, соответственно, в наблюдаемом увеличении. Некоторые наблюдатели правомерно помещают этот образ внутрь телескопа, совмещая изменение его горизонтального положения с горизонтальным положением глаза точно так, как это имеет место в случае вторичного изображения, или отражения внутри телескопа, – это прекрасное доказательство того, что мы должны иметь дело с "иллюзией" [18]. Другие наблюдатели помещают изображение так, что увеличения не происходит вообще, хотя предполагается увеличение в тридцать раз [19]. Два двойных изображения могут быть результатом отсутствия надлежащей фокусировки [20]. Если к этим психологическим трудностям [21] добавить многочисленные несовершенства современных телескопов, то редкость удовлетворительных отчетов вполне понятна, и удивляет скорее быстрота, с которой реальность новых феноменов была признана и, как тогда полагалось, публично провозглашена [22]. Это еще более удивительно, если принять во внимание то обстоятельство, что многие отчеты даже лучших наблюдателей были либо явно ложными (причем доказать это можно было уже в то время), либо просто противоречивыми.

Так, например, Галилей говорит о неровностях, "громадных возвышениях, глубоких впадинах и пропастях" [23] на внутренней границе освещенной стороны Луны, в то время как внешняя граница "не кажется неровной, угловатой и извилистой, но совершенно круглой, ограниченной точной дугой окружности и не испорченной никакими возвышениями или впадинами" [24]. В таком случае Луна выглядит гористой в центре, но совершенно гладкой по краям, несмотря на то что края изменяются благодаря небольшим вибрациям шара Луны. Луна и некоторые планеты, такие, например, как Юпитер, кажутся увеличенными, в то время как видимый диаметр неподвижных звезд уменьшается: первые становятся ближе, а вторые отодвигаются. "...Звезды, как неподвижные, так и блуждающие, – пишет Галилей, – при рассмотрении в зрительную трубу никак не кажутся увеличившими свои размеры в той же пропорции, в какой получаются приращения у остальных предметов и даже у Луны. На звездах такое увеличение оказывается гораздо меньшим, так что зрительная труба, которая остальные предметы увеличивает, скажем, во сто раз, может сделать большими звезды лишь в четырех или пятикратном отношении, чему еле поверишь" [25].

Однако самые удивительные черты ранней истории телескопа выявляются при более внимательном рассмотрении рисунка Луны, сделанного Галилеем.

Достаточно одного беглого взгляда на рисунок Галилея и фотографию Луны в той же фазе, чтобы убедиться в том, что "ни одну из зарегистрированных черт... нельзя с уверенностью отождествить с какими-либо известными деталями лунного ландшафта" [26]. Приняв это во внимание, легко прийти к мысли о том, что "Галилей вовсе не был великим астрономом-наблюдателем или что волнение, вызванное его многочисленными телескопическими открытиями в то время, на какой-то период ослабило его искусство наблюдателя или критическое чутье" [27].



Илл. 1
Вид лунных гор и морей по Галилею
("Звездный вестник" {156}, т. I).

Это утверждение вполне может быть истинным (хотя у меня оно вызывает сомнение перед лицом того совершенно необычайного искусства наблюдения, которое Галилей проявлял в других случаях) [28]. Однако оно малосодержательно и, как мне представляется, не очень интересно. Оно не влечет дальнейших предположений для дополнительного исследования, поэтому его трудно проверить [29]. Существуют, однако, другие гипотезы, которые приводят к новым предположениям и показывают, в какой сложной ситуации находился в то время Галилеи. Рассмотрим две из них.

Гипотеза I. Галилей честно регистрировал то, что видел, и благодаря этому оставил нам свидетельство дефектности первых телескопов, а также особенностей современного ему телескопического видения. В подобной интерпретации рисунки Галилея являются точно такими же отчетами, как отчеты об экспериментах Страттона, Эрисмана и Колера [30], если к тому же принять во внимание различия в физической аппаратуре и непривычность рассматриваемых объектов [31]. Следует также помнить о множестве конфликтующих между собой концепций относительно поверхности Луны, которые существовали как раз в период деятельности Галилея [32] и могли оказывать влияние на то, что именно видел наблюдатель [33]. Новый свет на обсуждаемый вопрос могла бы пролить эмпирическая совокупность всех ранних телескопических результатов, расписанных в параллельные колонки, включая все сохранившиеся рисунки [34]. Если отвлечься от особенностей инструментов, такая коллекция добавляет прекрасный материал к еще не написанной истории восприятия (и науки) [35]. Таково содержание гипотезы I.

Гипотеза II носит более специальный характер и развивает в определенном направлении гипотезу I. С различной степенью увлечения я анализировал ее в течение последних двух-трех лет, а недавнее письмо от проф. С. Тулмина, которому я благодарен за простое и ясное изложение этой гипотезы, вновь оживило мой интерес к ней. Мне представляется, однако, что данная гипотеза встречает многочисленные трудности и, по-видимому, должна быть отброшена.

Подобно гипотезе I, гипотеза II подходит к телескопическим отчетам с точки зрения теории восприятия, однако она добавляет, что практика телескопических наблюдений и знакомство с новыми отчетами о таких наблюдениях изменяют не только то, что мы видим через телескоп, но также и то, что мы видим невооруженным глазом. Это, несомненно, важно для нашей оценки современной позиции по отношению к отчетам Галилея.

Мысль о том, что чувственные образы звезд и Луны в какое-то время были гораздо более неопределенными, чем сегодня, первоначально была внушена мне фактом существования различных теорий относительно Луны, которые несовместимы с тем, что каждый может непосредственно видеть своими глазами. Теория частичных остановок Анаксимандра (предназначенная для объяснения фаз Луны), убеждение Ксенофана в существовании различных солнц и лун для разных районов Земли, предположение Гераклита о том, что затмения и фазы Луны обусловлены тем, что чашеобразные Солнце и Луна поворачиваются [36], – все эти концепции противоречат существованию неизменной и ясно видимой поверхности, "лица", которым, как мы "знаем", обладает Луна. Это справедливо и для теории Беросса, изложение, которой можно встретить у Лукреция [37] и даже позднее у Альгазена.

Такое пренебрежение явлениями, совершенно очевидными для нас, может быть обусловлено либо полным безразличием к существующей очевидности, которая была столь же ясной и четкой, как в наши дни, либо отличиями в самой очевидности. Нелегко сделать выбор между этими альтернативами. Находясь под влиянием Витгенштейна, Хэнсона и других, я в течение некоторого времени склонялся ко второму варианту, однако теперь мне кажется, что он исключается как физиологией (психологией) [38], так и исторической информацией. Вспомним, как Коперник игнорировал трудности, связанные с изменениями яркости Марса и Венеры, хорошо известные в его время [39]. Что же касается "лица" Луны, то мы видим, что Аристотель совершенно ясно говорит о нем, когда замечает, что "звезды и не катятся. Катящееся должно поворачиваться, а Луна постоянно видна со стороны так называемого лица" [40]. В таком случае мы можем заключить, что встречающееся пренебрежение Неизменностью облика Луны обусловлено не отсутствием ясных впечатлений, а широко распространенными Концепциями о ненадежности органов чувств. Этот вывод подтверждается обсуждением данного вопроса у Плутарха, который совершенно явно занимается не тем, что видно (исключая случаи, когда это нужно в качестве свидетельства за или против определенных концепций), а определенными объяснениями феноменов, которые считаются хорошо известными [41]. "Начать с того, – говорит он, – что абсурдно называть фигуры, видимые на Луне, обманом зрения... своего рода ослеплением. Всякий утверждающий это не понимает, что этот феномен скорее должен проявляться по отношению к Солнцу, ибо Солнце светит ослепительно ярко, и, кроме того, "е объясняет, почему люди со слабым зрением не видят различий в облике Луны и она сияет для них полным и ровным светом, в то время как люди с более острым зрением имеют более точный и детальный образ особенностей ее облика и более ясно воспринимают его изменения". "Неровности также совершенно опровергают эту гипотезу, – продолжает Плутарх [42], – так как видимая нами тень не является непрерывной и беспорядочной и ее неплохо представляют слова Агесинакса: "Она светит огнем, заключенным в круг, но внутри ее глаза голубее, чем глаза невесты, и тонкая бровь ясного лица". В действительности светлые пятна окружены темными... и они так переплетены, что их очертания напоминают некоторую картину". Впоследствии неизменность внешнего облика Луны использовалась в качестве аргумента против тех теорий, согласно которым Луна состоит из огня или воздуха: так как "воздух разрежен и не имеет формы, он естественно колеблется и не стоит на месте" [43]. Таким образом, внешний вид представлялся хорошо известным и ясным феноменом, вопрос стоял лишь о значении этого феномена для астрономической теории [44].

Без особых опасений мы можем принять, что это было справедливо и во времена Галилея [45].

Но тогда мы должны, согласиться с тем, что наблюдения Галилея могли быть проверены невооруженным глазом и в результате могли быть объявлены иллюзией.

Так, круглая громада под центром лунного диска [46] намного превышает порог наблюдения невооруженным глазом (ее диаметр больше 3,5 дуговых минут), хотя один-единственный взгляд убеждает нас в том, что поверхность Луны вовсе не обезображена таким пятном.. Интересно было бы посмотреть, что могут сказать поэтому вопросу [47] современные наблюдатели, а если она художники, то какие выводы они могут отсюда сделать?

Резюмируем сказанное.

Галилей был очень слабо знаком с существовавшей в его время оптической теорией. На Земле его телескоп давал удивительные результаты, которые получили должную оценку. Как нам теперь известно, сомнения должны были возникнуть в связи с наблюдениями неба. Трудности появились сразу же: телескоп порождал ложные и противоречивые феномены, а некоторые из полученных с его помощью результатов могли быть опровергнуты простым наблюдением невооруженным глазом. Лишь новая теория телескопического видения могла бы внести порядок в этот хаос (который мог увеличиться вследствие того, что и невооруженным глазом в одно и то же время можно видеть различные феномены) и отделить видимость от реальности. Такая теория была разработана Кеплером сначала в 1604, а затем в 1611 г. [48]

Согласно учению Кеплера, место изображения точечного объекта можно найти следующим образом: лучи, исходящие от объекта, сначала нужно провести до глаза в соответствии с законами (отражения и) преломления, а затем использовать принцип (изучаемый и в наши дни), гласящий, что "изображение будет видно в той точке, которая образуется пересечением лучей, исходящих из обоих глаз" [49] или, в случае монокулярного зрения, от противоположных сторон зрачка [50]. Это правило, опирающееся на допущение о том, что "изображение есть результат акта зрения", является частично эмпирическим, а частично геометрическим [51]. Оно основывает положение изображения на "метрическом треугольнике" [52], или, как называет его Рончи, "телеметрическом треугольнике" [53], который образуется лучами, достигающими глаза, и используется глазом и мышлением для того, чтобы поместить изображение на правильном расстоянии от глаза. Какой бы ни была оптическая система и каким бы ни был общий путь лучей от объекта к наблюдателю, мышление наблюдателя использует лишь его последнюю часть и на ней основывает свое визуальное суждение и восприятие.

Ясно, что это правило означает значительное продвижение вперед по сравнению со всем предшествующим мышлением. Однако можно показать, что оно совершенно ложно: возьмите увеличительное стекло,. определите его фокус и посмотрите на объект, находящийся вблизи. Телеметрический треугольник теперь простирается до бесконечности. Небольшое изменение расстояния то уносит кеплеровское изображение в бесконечность, то возвращает его вплотную к глазу. Такого феномена никто никогда не наблюдал. Мы видим слегка увеличенное изображение на расстоянии, которое в большинстве случаев тождественно реальному расстоянию между объектом и линзой. Видимое расстояние, на которой видно изображение, остается постоянным, как бы, мы ни варьировали расстояние между объектом и линзой, и сохраняется даже в том случае, когда изображение начинает искажаться и в конце концов расплывается [54].

Такова была реальная ситуация 1610 г., когда Галилей опубликовал известие о своих астрономических находках. Как реагировал на эту ситуацию сам Галилей? Ответ известен: он возвел телескоп в ранг "превосходного и наилучшего чувства" [55]. Какие основания у него были для этого? Последний вопрос вновь возвращает нас к проблемам, поставленным свидетельствами (против Коперника) и обсужденным в гл. 9.