Читать книгу "Гонка за Нобелем - Брайан Китинг"

Разумеется, Галилей вошел в историю науки не своей молниеносной карьерой, которой особенно завидуют астрономы. Он первый открыл возможности телескопического зрения, и ему стали доступны любые плоды с древа познания. Представьте себе, что вы построили собственный Большой адронный коллайдер — самый мощный в мире ускоритель частиц. Согласен, это не входит в список желаний большинства нормальных людей. Тем не менее допустим, вы можете использовать его по своему усмотрению. С какой легкостью вы открыли бы все субатомные частицы, не боясь конкуренции со стороны других ученых!

Разумеется, даже лучшие инструменты в руках невежды ни на что не способны. К тому же для того, чтобы наилучшим образом распорядиться своим талантом и инструментами, нужны желание и страсть. Вот почему космологи учатся так долго: четыре года бакалавриата по физике плюс еще лет десять аспирантуры и работы после получения ученой степени. Мы жаждем знаний и мудрости, чтобы максимально реализовать возможности этих мощных инструментов, будь то телескопы, или суперкомпьютеры, или даже наши собственные мозги.

Ошибки, их было немного[11]

К счастью для науки, Галилей обладал не просто техническим талантом, его отличали необычайные любознательность, неутомимость и последовательность в работе. Он был первым физиком в истории человечества и первым, кто начал заниматься наблюдательной астрономией с помощью телескопа. Некоторые даже утверждают, что Галилей был первым настоящим ученым — первым, кто использовал научный метод, в том числе итеративный подход к сбору фактов и уточнению модели.

В отличие от Ньютона, который увлекался алхимией и другими сомнительными идеями, или Аристотеля, чьи «законы природы», по сути, все оказались неверны, научная репутация Галилея — одна из самых непогрешимых. Отчасти этим он обязан строгой самоцензуре: Галилей старался не распространяться о собственных ошибках. Он также был искусным селф-промоутером и никогда не упускал возможности заявить о приоритете своих открытий, особенно если те обещали принести деньги{2}. Духа состязательности ему было не занимать. Галилей был так озабочен тем, чтобы сохранить за собой пальму первенства, что намеренно скрывал свои открытия от главного конкурента — немецкого астронома Иоганна Кеплера, который первым из ученых правильно описал движение планет.

В своем революционном сочинении «Звездный вестник» (Sidereus Nuncius) Галилей писал с безграничной уверенностью: «Великим, конечно, является то, что сверх бесчисленного множества неподвижных звезд, которые природная способность позволяла нам видеть до сего дня, добавились и другие бесчисленные и открылись нашим глазам никогда еще до сих пор не виденные, которые числом более чем в десять раз превосходят старые и известные»{3}, [12]. Маэстро никогда не боялся раздвигать границы своих теорий. Как показало дальнейшее развитие событий, ему следовало быть осторожнее.

Тем не менее грандиозность его притязаний простительна. Помимо того что публичные заявления помогали Галилею утвердить собственный приоритет, он был вправе гордиться своими успехами, достигнутыми несмотря на существенное отставание астрономии того времени от других научных дисциплин. Надо сказать, что астрономии вообще не под силу конкурировать с другими экспериментальными науками. Даже современные астрономы не могут проводить настоящие научные эксперименты с изучением причинно-следственных связей — испытания, где используются переменные, которые можно произвольно менять, или контрольные параметры, которые можно поддерживать, изолируя влияние переменных факторов. Астрономы не могут создать в лаборатории черную дыру, потом изменить какие-то условия, посмотреть, что произойдет, и после этого сравнить результат с реальностью. Нам остается лишь вылавливать «обломки кораблекрушений», которые электромагнитные волны приносят из космоса к земным берегам, и тщательно изучать их с помощью наших телескопов.

Великие дебаты

До Галилея не было даже этого. Родившись из астрологии, предсказывающей будущее земных событий на основе небесных явлений (и никогда не стремившейся к научной доказательности), астрономия вынужденно довольствовалась ограниченными данными. Тем не менее эти первые астрономы проделали ценную работу: они накопили архивные данные, которые, оказавшись в руках Кеплера и Галилея, позволили тем пошатнуть господствующие догмы своей эпохи и положить начало так называемым Великим дебатам.

Великие дебаты — это многовековые споры о том, действительно ли человечество принадлежит привилегированному классу наблюдателей, оказавшихся в нужное время в нужном месте Вселенной. Все началось с заявления польского астронома Николая Коперника, что в центре Солнечной системы, которая в те времена считалась всей Вселенной, находится Солнце{4}. Тем самым Коперник низвел статус Земли от центра мироздания до скромной рядовой планеты, вращающейся вокруг Солнца среди пяти других планет. Его дерзкая теория была пощечиной Птолемею, астроному II века н. э., чья геоцентрическая модель мира, помещавшая Землю в центр Вселенной, незыблемо держалась вот уже больше тысячелетия. После смерти Птолемей обрел мощного сторонника — католическую церковь, согласно которой из текстов Священного Писания следует, что все сущее в космосе вращается вокруг Земли.

В январе 1610 года Галилей сделал зарисовки Луны, после чего обратил внимание на два самых ярких странствующих тела в ночном небе — Венеру и Юпитер. (Само слово «планета» на древнегреческом означает «странник».) Увиденное изумило его. Телескоп позволил обнаружить, что с течением времени обе планеты меняют свой облик. В частности, Венера проходила те же фазы, что и Луна: узкий полумесяц, который Галилей увидел при первом наблюдении, несколько месяцев спустя превратился в круг. Такое изменение освещенности, пришел к выводу Галилей, возможно лишь при одном условии — если Венера вращается не вокруг Земли, а вокруг источника света, т. е. Солнца. Эта революционная идея полностью опровергала геоцентрическую модель Птолемея. Хотя Коперник высказал ее несколькими десятилетиями раньше, именно полученные Галилеем данные позволили перевести ее из разряда предположений в доказанный факт.

Но наиболее убедительные свидетельства в пользу теории Коперника дали наблюдения за вторым небесным странником — Юпитером. Следуя принципу, что один рисунок стоит тысячи слов, Галилей нарисовал первую в истории покадровую анимацию движения небесных тел (рис. 2).

Взгляд через телескоп обнаружил удивительную вещь: оказалось, что Юпитер обладает собственным микрокосмом, системой внутри системы. У него имелись свои странствующие вассалы: четыре крошечные светящиеся точки, которые Галилей счел звездами и подхалимски назвал в честь своих покровителей — братьев Медичи. Было совершенно очевидно, что эти четыре небесных тела вращаются вокруг Юпитера, а не Земли{5}. Он следил за движением «звезд Медичи» в течение нескольких дней в январе 1610 года и нарисовал немой черно-белый фильм, который стал настоящим блокбастером.