Читать книгу "Эволюция Вселенной и происхождение жизни - Пекка Теерикорпи"

Образ мыслей ионийцев

Семена современной науки были посеяны на восточном побережье Малой Азии, где ионийские греки жили в своих процветающих колониях. В VII веке до н. э. ионические города, включая Милет и Эфес, были средоточием греческой культуры и экономики. В этих центрах торговли и обмена информацией рождался новый тип мышления, характеризующийся смелой индивидуальностью, в отличие от традиционных, практических поисков вавилонских жрецов. Для греков-ионийцев обдумывание и дискуссия были основным путем к пониманию природных явлений. Простые, но точные ежедневные наблюдения давали материал («данные») для дискуссии. Мы мало знаем о первых ионийских философах, которые не оставили никаких записей. Аристотель, живший на 250 лет позже, рассказывает, как эти мыслители начали поиск основополагающих принципов, то есть тех характеристик мира, которые объединяют совершенно разные вещи. Это дало бы возможность понять все разнообразие, существующее вокруг нас, и предсказывать явления, которые раньше считались подконтрольными лишь воле богов. Как писал Аристотель: «…это они считают элементом и началом вещей. И потому они полагают, что ничто не возникает и не исчезает, ибо такое естество всегда сохраняется…Относительно количества и вида такого начала не все учили одинаково. Фалес — основатель такого рода философии — утверждал, что начало — вода» (Аристотель. Соч. в 4 т. М.: Мысль, 1975. Т. 1. С. 71).

Мы видим, что эти первые философы уже тогда имели в виду сохранение материи, и это предшествовало важнейшим в современной физике законам сохранения. Они дискутировали и об основном элементе Аристотеля. Фалес (624–547 до н. э.) предполагал, что это вода, в то время как его друг Анаксимандр (611–546 до н. э.) думал, что основным элементом является нечто настолько далекое, что ничего из окружающего нас для этого не подходит. Немного позже Анаксимен (585–526 до н. э.) предположил, что этим элементом является воздух, но в более широком смысле, чем смесь газов, которым мы дышим. Он считал, что это среда, которая связывает весь мир. Она может иметь различную плотность, которая и объясняет возникновение различных форм материи. Ход его мыслей был шагом вперед к физике.

Эти ионийские философы не знали, что Земля имеет сферическую форму. Фалес и Анаксимен считали ее плоской и плавающей на основном элементе (воде или воздухе). Анаксимен предложил интересную идею. Согласно ей, Земля покоится в центре всего, в воздухе, и никуда не движется, поскольку нет преимущественного направления! В этой идее он использовал принцип изотропии, важнейший в современной космологии. Аристотель шутил, что это похоже на голодного человека, окруженного едой и вином и при этом голодающего, поскольку он не может решить, с какой стороны брать еду. Средневековым наследником этого бедняги стал Буриданов осел, страдающий от голода между двух огромных и вкусных стогов сена.

Насколько известно, Анаксимандр был первым, кто начал использовать модели и аналогии. Например, суточное движение Солнца он объяснял, используя механическую модель в виде полого кольца. Это кольцо было заполнено огнем, видным сквозь круглую дыру. Когда огромное кольцо вращается, светящаяся дыра (Солнце) движется вместе с ним. Анаксимандр считал, что Солнце в течение ночи передвигается под Землей, а не проползает от запада к востоку где-то неглубоко под горизонтом.

Анаксимен выдвинул идею о том, что звезды закреплены на сферическом небесном своде (или, по крайней мере, на полусфере). Это был блестящий пример мировоззрения ионийцев. Одна вращающаяся сфера могла объяснить суточное обращение тысяч звезд (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Уже давно известно, что звезды кажутся вращающимися вокруг одной точки на небе — северного полюса мира. В Древней Греции это движение объясняли вращением гигантской сферы на поверхности, которой закреплены звезды. Это фото с экспозицией в несколько минут показывает северный полюс мира, который в наше время находится недалеко от Полярной звезды. На переднем плане башня телескопа в обсерватории Туорла (Финляндия). Фото: Aitno Sillanpaa и Perttu Keinanen.

Пифагор изобретает космос.

Пифагор Самосский (около 572–500 до н. э.) был влиятельной, но довольно темной фигурой в истории. Говорят, Фалес оказался так удивлен талантами молодого человека, что рекомендовал ему поехать в Египет для обучения у тамошних жрецов. Согласно другой легенде, Пифагор получил образование, будучи пленником в Вавилоне. В возрасте около 40 лет Пифагор переехал в Южную Италию, где вместе с женой Феано основал школу в греческой колонии Кротон. Школа была настоящей религиозной общиной, где под руководством учителя изучались математика, философия и другие предметы.

К кандидатам в первоосновы Пифагор добавил еще один объект — число. Космос, «упорядоченная Вселенная», управляется математикой. Эта идея имеет далеко идущие последствия, ощутимые даже в современной науке: разумное существо может судить о структуре Вселенной, не посещая каждый уголок этого мира. Приверженцы Пифагора рассматривали Землю как такую же сферу, как и звездное небо. Планеты, Солнце и Луна прикреплены каждый к своей сфере, вращающейся вокруг Земли. Разумеется, тогда уже были свидетельства сферичности Земли (например, путешественники знали, что вид звездного неба меняется при перемещении с севера на юг), но, вероятно, подобные эмпирические знания всего лишь усиливали веру в первичную природу совершенной, прекрасной сферической формы. Нужно отметить, что один из сторонников Пифагора Филолай (около 450 до н. э.) говорил, что Земля и другие космические тела обращаются вокруг огня, горящего в центре мира, причем этот огонь — не Солнце. Так что описанная Филолаем система не была гелиоцентрической. Но она показывает, что было возможно представить Землю движущейся в пространстве, хотя мы не можем чувствовать этого, находясь на Земле. Филолай полагал, что мы не видим центрального огня, поскольку Земля всегда повернута к нему одной и той же стороной (как Луна по отношению к Земле).

Пифагор создал теорию чисел и доказал знаменитую теорему' Пифагора о площадях прямоугольников, построенных на сторонах прямоугольного треугольника. Целые числа были основой пифагорейского видения мира. Пифагорейцы считали, что целые числа (или их отношения), которые были единственным типом чисел, известным в то время, могут измерить все что угодно во всем мире. Например, они думали, что линия состоит из большого числа точек, расположенных рядом, и поэтому отношение длин любых двух отрезков линии должно быть рациональным. И они были потрясены, обнаружив при использовании теоремы Пифагора, что отношение диагонали и стороны квадрата (= √2) не может быть выражено целым числом. Наряду со старыми числами («рациональными») требовалось вводить новые числа («иррациональные»). В конце концов, это было необходимо для дальнейшего развития математики.

Иррациональные числа послужили полезным намеком на то, что мир не так прост, чтобы простейших математических понятий было достаточно для его описания и понимания. Тем не менее современные ученые с симпатией относятся к усилиям Пифагора рассматривать космос как гармоническое целое. Нам тоже хотелось бы верить, что в основе своей мир прост и постижим.