Астрономия— это часть физики. Однако здесь мы будем рассматривать ее с иной точки зрения. Мы включили астрономию в нашу книгу с более важной целью —

дать пример возникновения и использования научной ТЕОРИИ

. Поэтому эта часть книги посвящена истории развития наших знаний о Солнечной системе — Солнце, Луне, Земле и планетах — начиная с первых наблюдений и наивных догадок до грандиозного успеха ньютоновской теории всемирного тяготения. Исторический анализ дает более ясное понимание существа теории, нежели простое ее изложение. Для знакомства с наукой очень важно глубокое понимание теории и ее взаимоотношений с экспериментом, и один из лучших примеров тому — теория всемирного тяготения, поскольку нам нужны не только результаты теории, но и прежде всего причины и пути ее возникновения.

Нам следовало бы дать читателю представление о связи между научными открытиями и социальными условиями. Однако это потребовало бы значительно более широкого и подробного рассмотрения истории астрономии. Мы же не будем давать детального изложения исторических фактов. Если фигуры некоторых великих ученых покажутся лишь одинокими маяками в безбрежном и пустынном океане, а кое-какие их высказывания — несколько односторонними, то следует помнить, что наше изложение весьма ограничено и преследует определенную цель.

«На фоне истории человеческого общества история науки обнаруживает ряд индивидуальных особенностей; объясняется это тем, что проанализировать и оценить вклад человека в ту или иную область науки значительно легче, нежели в любой другой области, за исключением искусства. Самый способный генерал не может выиграть битву без армии. А кому следует приписать победу — ему или храбрым солдатам, которыми он командовал? Ученые выигрывают свои битвы без армий в значительной степени благодаря собственным усилиям, хотя и живут не в пустыне… Тем не менее история науки — не просто история жизни великих ученых? Если тщательно исследовать происхождение какого-либо открытия, то оказывается, что оно подготавливалось рядом менее значительных открытий, и чем глубже проводить исследование, тем больше мы выделим таких промежуточных стадий. На первый взгляд научный прогресс похож на гигантскую лестницу, каждая ступень которой соответствует одному из великих открытий, внезапно подымающих человечество на более высокий уровень. Но по мере углубления в анализ мы обнаружим, что большие ступени состоят из более мелких, а эти в свою очередь из еще меньших, пока, наконец, не покажется, что ступени должны исчезнуть совсем, однако этого никогда не произойдет. Каждая победа в науке завоевывается рядом усилий, самое скромное из которых было достаточно серьезно обдумано и взвешено».

Дж. Сартон ,

«Наука и новый гуманизм», 1931 г.

Возникновение человека

[1]

Астрономия почти так же стара, как Человек. Когда же появился человек и почему он стал заниматься астрономией?

Человек начал проявлять себя как разумное существо несколько сотен тысяч лет тому назад, о чем свидетельствуют наскальные рисунки в пещерах, исследованные еще очень неполно. Этих данных недостаточно, чтобы прийти к более определенным выводам, и, по мнению антропологов, прежде всего следует решить, что мы понимаем под словом Человек. Каковы основные черты, отличающие человека от животных? Решение определенных задач? Но ведь крысы, например, могут без посторонней помощи выбираться из лабиринта, а муравьи ведут настоящие сражения. Применение различных орудий? Но обезьяны часто пользуются палками и камнями, а некоторые даже строят примитивные хижины на деревьях. Забота о будущем? Пожалуй, наиболее отчетливое отличие человека от животного появляется именно тогда, когда человек начинает изготовлять орудия для использования их в будущем. Такая работа

для будущего

содержит в себе простую форму рассуждения:

если…, то….

Человек делает стрелы для охоты на дичь, которую

может

встретить, роет могилы для умерших, веря, что им предстоит загробная жизнь. Заботы о пополнении запасов пищи и постройке жилища могут при наличии речи привести к более обширным планам… совместной жизни… традициям… законам….

Таким образом, человек начинает проявлять себя как планирующее и рассуждающее существо, беспокоящееся о будущем. Он пытается приспособиться к изменяющимся условиям окружающей среды, меняет предметы своего обихода применительно к погоде, для защиты от нападений, наводнений, голода. Он совершенствует орудия труда, одежду, условия жизни, продукты питания и прочее, чтобы противостоять каждому новому изменению среды. Это давало ему значительно более высокие шансы выжить.

Прежде чем показать, как складывалась астрономия, мы расскажем о том, какие сведения можно почерпнуть, созерцая небо. Если вы жили за городом, на лоне природы, то почти все эти сведения вам известны. Если же вы выросли в городе, то предмет разговора будет казаться вам, наверно, бессвязным нагромождением фактов до тех пор, пока вы не взглянете на небо. Сейчас как раз наступил момент, когда это следует сделать.

Теория — собрание фактов; предсказание явлений

Накопление знаний по астрономии происходило со времен древних цивилизаций — от простой регистрации тех или иных фактов до систематических наблюдений, которые давали материал для составления календарей, увеличивая в то же время запутанный клубок связанных с астрологией суеверий. Из этих фактов возникали легенды, поучавшие детей или успокаивавшие простой народ. В этих легендах Солнце считалось божеством, планете Beнера поклонялись, рассказывалось об «обители блаженства», находящейся над хрустальным сводом звезд. Но сами легенды не были лишь суеверными мифами. Это были предвестники научной теории, их связь с фактами была слабой, скорее фантастической, однако они создавали основу для «объяснения» этих фактов. Когда зародилась греческая цивилизация, ее мыслители основали в науке новые методы: они стали искать

общие

схемы объяснения, которые взывали бы к человеческой любознательности. Они уже не довольствовались простыми мифами, удовлетворявшими любопытство толпы. Они ставили себе задачу «предвосхитить явление», т, е. создать такую схему, которая могла бы

объяснить факты

. Это было гораздо важнее простого собрания фактов или создания для описания каждого нового факта отдельной теории. Это был интеллектуальный прогресс, начало создания научной теории.

Первые греческие ученые нарисовали простую картину устройства Вселенной, но по мере накопления данных они усложняли схемы, чтобы объяснить детали тех или иных явлений: сначала простые факты о Земле, затем более детальные схемы, объясняющие движение небосвода в целом, а также Солнца, Луны и планет в отдельности.

На каждой стадии ученые пытались на основе немногих простых допущений или общих принципов создать возможно более логичное и полное «объяснение» или описание наблюдаемого явления. Такое объяснение должно было способствовать систематизации накопленных фактов и получению дальнейших предсказаний. Но прежде всего она должно было укреплять веру в существование системы, объединяющей различные явления, в разумное устройство природы. Хотя поиски схемы иногда диктовались практической необходимостью, например необходимостью создания календаря, удовлетворение, получаемое учеными от четкого объяснения разнообразных явлений, далеко выходило за эти рамки. Вынуждаемые необходимостью задавать вопрос

Такой была созданная Птолемеем картина строения Вселенной — сложной, неуклюжей системой; однако долгое время ею с успехом пользовались. Вам она может показаться неестественной и даже немыслимой, но Птолемею и многим после него невероятной казалась противоречащая ей схема, согласно которой Земля вращается вокруг Солнца. Ведь

если Земля движется, то предметы будут сбрасываться с нее при вращении или отставать от нее при движении

. Ближайшие из неподвижных звезд должны менять свои видимые положения при движении Земли по орбите в течение полугода.

Наивным представлениям о природе движения суждено было дожидаться учения Галилея и ясного мышления Ньютона, чтобы рассеялся туман первого возражения. Второе возражение оставалось бы в силе, если бы звезды не обнаружили абсолютно никаких параллаксов. Мы знаем теперь, что параллаксы существуют, но они слишком малы и их нельзя наблюдать без достаточно точных приборов, и первые успешные наблюдения были проведены в 1832 г. Упомянутые выше возражения против гелиоцентрической гипотезы отступали на задний план перед еще одним возражением, которое возникало, казалось, естественным образом из человеческой психологии, из свойственного человеку эгоцентризма.

Земля, на которой Мы живем, должна быть центром Вселенной — другие небесные тела должны вращаться вокруг Нас

[29]

. Эта точка зрения, подкрепленная наблюдениями, легко находила поддержку как в наивном эгоцентризме, так и в учениях греческих философов. Поэтому мы не должны удивляться тому, что система Птолемея, согласно которой Земля с живущими на ней людьми являлась центром Вселенной, считалась правильной на протяжении всего средневековья, пока с наступлением эпохи Возрождения людей, мышление которых становилось все более гибким и пытливым, не стали тревожить различные вопросы.

Точка зрения, согласно которой не Солнце вращалось вокруг Земли, а Земля вокруг Солнца (гелиоцентрическая система), высказывалась некоторыми греческими астрономами и обсуждалась на протяжении нескольких веков (с XII по XV) то тем, то другим философом или священнослужителем как нереальная теория и не встречала сколько-нибудь значительной поддержки.