- Конечно, не поверил бы. Теперь будет кстати перейти к новой картине мира. Все средневековье люди ходили под небом и смотрели на Луну и Солнце, на звезды и планеты, но никто не сомневался, что Земля - центр Вселенной. Никакие наблюдения не посеяли сомнений в том, что Земля стоит на месте, тогда как "небесные тела" ходят вокруг нее. Такую картину мира мы называем геоцентрической. Ее созданию способствовало и христианское представление о том, что всеми небесными телами распоряжается Бог.
- Если бы дело было так просто…
- Но в 1543 году вышла небольшая книжка под названием "О вращениях небесных сфер". Ее автор, польский астроном Николай Коперник, умер в день выхода книги. Коперник утверждал, что не Солнце вращается вокруг Земли, а, наоборот, Земля вокруг Солнца - во всяком случае, такое не противоречит наблюдениям над небесными телами. Мнение о том, что Солнце вращается вокруг Земли, объясняется вращением Земли вокруг собственной оси, считал он. Согласно Копернику, результаты всех наблюдений над небесными телами куда легче понять, если предположить, что и Земля, и другие планеты ходят по круговым орбитам вокруг Солнца. Такая картина мира называется гелиоцентрической.
- И она оказалась верной?
- Не совсем. Разумеется, основное положение Коперника - о вращении Земли вокруг Солнца - соответствует действительности. Но он также утверждал, что Солнце является центром Вселенной. Сегодня мы знаем, что Солнце лишь одна из бесчисленных звезд и что все окружающие нас звезды составляют лишь одну из миллиардов галактик. Кроме того, Коперник считал орбиты Земли и других планет круговыми.
- А это не так?
- Нет. У него не было других доказательств кругового движения, кроме древнего представления о том, что небесные тела абсолютно круглые и ходят по круговым орбитам просто-напросто потому, что они "небесные". Еще со времен Платона шар и круг считались самыми совершенными геометрическими фигурами. Но в начале XVII века немецкий астроном Иоганн Кеплер предъявил результаты наблюдений, доказывавших, что все планеты движутся по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Помимо всего прочего, он заметил, что по мере приближения к Солнцу скорость планет возрастает, а по мере удаления от него - снижается. Кеплер первым выразил мысль о том, что Земля представляет собой планету в ряду других планет. Кроме того, он настаивал на применимости физических законов ко всей Вселенной.
- Как он мог быть уверен в этом?
- Он был уверен, поскольку изучал движение планет с помощью собственных чувств, а не полагался на традицию, доставшуюся в наследство от былых времен. Примерно в то же время, что и Коперник, жил знаменитый итальянский ученый Галилео Галилей, который применил к изучению небесных тел зрительную трубу, то есть телескоп. Он исследовал лунные кратеры и доказал, что на Луне, как и на Земле, существуют горы и долины. Галилей обнаружил у планеты Юпитер четыре спутника. Оказалось, что спутники есть не только у Земли. Но самое главное, Галилей впервые в мире сформулировал так называемый закон инерции.
- Который гласит?…
- Галилей сформулировал его следующим образом: "Скорость, изначально приобретенная телом, будет сохраняться, пока на него не начнут воздействовать силы, которые могут вызвать ускорение или замедление".
- Я согласна.
- И все же это очень важное наблюдение. Еще с древности одним из самых серьезных аргументов против вращения Земли вокруг своей оси была мысль о том, что в таком случае Земля должна двигаться столь быстро, что брошенный вверх камень будет падать на много метров в стороне от того места, где его подкинули.
- А почему это не так?
- Если ты, сидя в поезде, уронишь яблоко, оно не упадет из-за движения поезда в соседнем купе. Согласно закону инерции, оно упадет прямо вниз. Яблоко сохранит ту же скорость, которую имело перед падением.
- Кажется, я понимаю.
- Во времена Галилея поездов не было. Но если ты будешь катить по полу шар, а потом внезапно отпустишь его…
- …он покатится дальше…
- …потому что будет сохранять скорость и после того, как ты выпустила его из рук.
- Но в конце концов он остановится сам по себе… если раньше не наткнется на стену.
- Да, потому что его будут тормозить другие силы, прежде всего дощатый пол. Впрочем, в любом случае шар рано или поздно замрет на месте под воздействием силы тяжести. Подожди минутку, сейчас я тебе кое-что покажу.
С этими словами Альберто Нокс встал, подошел к старинному секретеру и достал из ящика предмет, который, вернувшись, поставил на столик перед Софией. Это была просто-напросто доска - толщиной в несколько миллиметров с одного конца и сходящая на нет с другого. Рядом с доской, занявшей почти весь небольшой стол, он положил зеленый стеклянный шарик, какими любят играть дети.
- Это наклонная плоскость, - объяснил Альберто. - Как ты думаешь, что произойдет, если я пущу шарик вот отсюда, где доска толще?
София нетерпеливо вздохнула.
- Ставлю десять крон, что он скатится на стол, а потом на пол.
- Посмотрим.
Альберто пустил шарик, и тот сделал в точности, как предсказывала София: скатился на стол, прокатился по нему, со стуком упал на пол и наконец уперся в порог у двери.
- Впечатляет, - заметила София.
- Вот видишь. Такие эксперименты ставил и Галилей.
- Неужели он был такой тупой?
- Спокойно. Он же хотел все изучать на собственном опыте, а мы с тобой только начали рассуждать. Скажи-ка, почему шарик скатился с наклонной плоскости.
- Потому что он тяжелый.
- Хорошо. А что такое тяжесть, дитя мое?
- Теперь уже ты задаешь глупые вопросы.
- Я задаю не глупые вопросы, если ты не можешь на них ответить. Почему шарик скатился на пол?
- Благодаря силе тяжести.
- Совершенно верно… или, как мы ее еще называем, гравитации, всемирному тяготению. Вес тоже связан с гравитацией. Именно она привела шарик в движение.
Альберто подобрал шарик с пола и снова встал, нагнувшись над наклонной плоскостью.
- Теперь я попробую бросить шарик в обратном направлении, - сказал он. - Следи за тем, как он будет вести себя.
Альберто склонился еще ниже и, прицелившись, попытался прокатить шарик вверх по наклонной доске. София заметила, что шарик вскоре отклонился и был снова увлечен вниз.
- Что произошло? - спросил Альберто.
- Он покатился косо, потому что доска косая.
- Сейчас я выкрашу шарик фломастером… чтобы мы могли точнее разобраться в том, что ты называешь "косо".
Альберто достал фломастер, перекрасил шарик в черный цвет и опять запустил его вверх по наклонной плоскости. Теперь София имела возможность лучше разглядеть путь шарика, поскольку он оставил на доске черный след.
- Как бы ты описала движение шарика? - осведомился Альберто.
- Он катился по кривой… его след напоминает часть круга.
- Умница! И все же это не совсем круг, - добавил Альберто, подняв на Софию вопросительный взгляд. - Такая фигура называется параболой.
- Пусть будет парабола.
- Но почему шарик движется именно так?
София задумалась. Наконец она сказала:
- Поскольку плоскость наклонная, шарик подтаскивала к земле сила тяжести.
- Ага! Мы стали свидетелями по меньшей мере сенсации. Стоит мне пригласить к себе девочку, как она с первой попытки додумывается до выводов Галилея.
И он захлопал в ладоши. София на мгновение даже испугалась, не сошел ли Альберто с ума. Он продолжал:
- Ты наблюдала одновременное воздействие на предмет двух сил. Галилей обнаружил, что по той же траектории движется, например, пушечное ядро. После выстрела оно поднимается в воздух и летит над землей, однако его постепенно тоже притягивает вниз. Фактически оно повторяет путь, описанный шариком на наклонной плоскости. Это во времена Галилея было откровением. Аристотель считал, что наклонно пущенный артиллерийский снаряд сначала описывает плавную дугу, а затем резко падает на землю. Такое представление было неверным, однако никто не знал, что Аристотель ошибся, пока это не было продемонстрировано на опыте.
- Согласна. Но неужели это очень важно?
- Еще бы не важно! Это имеет вселенское значение, дитя мое, поскольку входит в число величайших научных открытий в истории человечества.
- В таком случае хорошо бы ты объяснил почему.
- Следом за Галилеем пришел английский физик Исаак Ньютон, живший с 1642-го по 1727 год . Именно он дал окончательное представление о Солнечной системе и движении планет. Он не только описал вращение планет вокруг Солнца, но сумел досконально объяснить, как они движутся, - в частности, прибегнув к так называемой Галилеевой динамике.
- Значит, планеты - шарики на наклонной плоскости;
- Нечто в этом роде. Не торопись, София, подожди.
- У меня нет выбора.
- Уже Кеплер предположил существование силы, которая притягивает все небесные тела друг к другу. Например, планеты удерживаются на орбитах благодаря силе Солнца. Из-за нее же по мере удаления от Солнца движение планет замедляется. Кеплер также утверждал, что приливы и отливы (то есть подъем и спад воды в морях и океанах) происходят под воздействием силы Луны.
- Так оно и есть.
- Да, но Галилей это отрицал. Он поднял на смех Кеплера, который поддерживал идею о том, "что Луна имеет особую власть над водой". А все потому, что Галилей отвергал мысль о распространении сил притяжения на большие расстояния и об их действии между различными небесными телами.
- Тут он был не прав.
- Да, в этом отношении он ошибся, что едва ли не смешно, поскольку он много занимался именно силой земного притяжения и падением предметов на Землю. Помимо всего прочего, он показал, как воздействуют на предмет разные силы.
- Но ты начал про Ньютона…
- И вот появился Ньютон и сформулировал закон всемирного тяготения. Этот закон гласит, что каждый предмет притягивает любой другой предмет с силой, которая растет с размером предмета и уменьшается с увеличением расстояния между предметами.
- Понимаю. Например, два слона притягиваются друг к другу сильнее, чем две мыши. И два слона, живущие в одном зоопарке, притягиваются сильнее, чем индийский слон, который живет в Индии, и африканский слон, который живет в Африке.
- Ты действительно все поняла. А теперь переходим к самому главному. Ньютон подчеркивал, что такое тяготение (или гравитация) универсально, иными словами, оно существует везде, в том числе и в космическом пространстве, между небесными телами. Рассказывают, что эта идея пришла ему в голову, когда он сидел под яблоней. Увидев падающее с дерева яблоко, он спросил себя, не та ли самая сила притягивает Луну к Земле и не потому ли Луна продолжает из века в век вертеться вокруг Земли.
- Умно, хотя и не совсем.
- Почему, София?
- Если Луна притягивается к Земле той же силой, которая заставляет падать яблоко, значит, в конце концов Луна перестанет играть с нами в кошки-мышки, а возьмет и свалится на Землю…
- Мы подходим к Ньютоновым законам движения планет. Что касается силы тяготения, которой Земля давит на Луну, тут ты наполовину права, а наполовину ошибаешься. Почему Луна не падает на Землю, хотя Земля с неимоверной силой притягивает Луну? Представь себе, София, какая сила нужна, чтобы во время прилива на несколько метров поднимать уровень воды в морях.
- Не понимаю, к чему ты клонишь.
- Вспомни про Галилееву наклонную плоскость. Что случилось, когда я попытался прокатить шарик вверх по ней?
- Ты хочешь сказать, что на Луну действуют две разные силы?
- Именно так. В свое время, при возникновении Солнечной системы, Луна была с огромной силой отброшена в сторону, то есть прочь от Земли. И она сохранит эту силу навсегда, потому что движется в безвоздушном пространстве, не встречая сопротивления…
- Но одновременно она притягивается к Земле силой тяготения?
- Совершенно верно. Эти две силы постоянны и действуют одновременно, вот почему Луна продолжает вращаться вокруг Земли.
- Неужели это в самом деле так просто?
- Да, так просто, и Ньютон делал упор именно на эту "простоту". Он доказывал, что существует лишь несколько физических законов, которые применимы ко всей Вселенной. Для объяснения планетарных орбит он ссылался всего на два закона природы, открытые еще Галилеем. Один из них, закон инерции, сам Ньютон формулировал следующим образом: "Каждое тело пребывает в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если действующие на него силы не принуждают его изменить это состояние". Второй закон Галилей иллюстрировал движением шарика на наклонной плоскости: когда на тело действуют одновременно две силы, оно будет двигаться по эллипсоиду.
- Что и позволило Ньютону объяснить вращение всех планет вокруг Солнца.
- Точно. Планеты вращаются вокруг Солнца по эллипсоидным орбитам в результате двух движений: во-первых, прямолинейного движения, которое было придано им при образовании Солнечной системы, а во-вторых, движения к Солнцу под действием силы тяжести, или тяготения.
- Хитро.
- Можно сказать и так. Доказав применимость законов о движении предметов ко всей Вселенной, Ньютон отмел средневековые представления о существовании разных законов для Земли и для неба. Гелиоцентрическая картина мира получила свое окончательное подтверждение и объяснение.
Альберто встал и отнес наклонную плоскость в ящик, из которого взял ее. Он также поднял с пола шарик, но его он положил на стол между собой и Софией.
Девочка была изумлена тем, как много они извлекли из простой наклонной доски и стеклянного шарика. Глядя на лежащий перед ней зеленый шарик (с которого еще не совсем сошла чернота фломастера), София не могла не подумать о земном шаре. Она сказала:
- И людям пришлось свыкнуться с мыслью, что они живут на одной из бесчисленных планет необъятного космоса?
- Да, новая картина Вселенной во многих отношениях воспринималась с трудом. Положение можно сравнить с тем, которое создалось позднее, когда Дарвин доказал происхождение человека от животных. В обоих случаях человек утрачивал свою особость среди прочих творений, и в обоих случаях церковь всячески противилась новым идеям.
- Очень даже понятно. Ведь где теперь оказывалось место Бога? Пожалуй, было проще, когда в Земле видели центр мироздания, а Бог и все небесные тела располагались этажом выше.
- Но это было еще не самое страшное. Утверждение Ньютона о применимости физических законов ко всей Вселенной грозило поколебать веру во всемогущество Господа. Правда, вера Ньютона осталась непоколебимой. Он считал законы природы свидетельством существования великого и всемогущего Бога. Несколько хуже обстояли дела с восприятием человеком самого себя.
- То есть?
- Начиная с эпохи Возрождения человеку пришлось привыкать к мысли о том, что его жизнь проходит на одной из планет необъятной Вселенной. Не знаю, успел ли он свыкнуться с этой мыслью к сегодняшнему дню, но уже кое-кто из современников Ренессанса намекнул, что индивидууму следует занять более значительное место, чем прежде.
- Не понимаю.
- Раньше центром мироздания была Земля. Однако, когда астрономы заявили, что абсолютного центра во Вселенной не существует, в мире оказалось столько же центров, сколько на свете людей.
- Ясно.
- Эпоха Возрождения принесла с собой и новые отношения с Богом. По мере того как философия и естествознание отрывались от богословия, развивался новый вид христианской религии. Затем наступил Ренессанс с его индивидуалистским взглядом на человека, который сказался и на вере. Частные отношения личности с Богом стали важнее ее отношений с церковью как институтом.
- Ты имеешь в виду, например, вечернюю молитву?
- Хотя бы. В средневековом католичестве основу богослужения составляли церковная латинская литургия и ритуальные церковные моления. Библию читали только священники и монахи, поскольку существовал лишь ее латинский текст. В эпоху Возрождения Библию начали переводить с еврейского и греческого на народные языки. Это сыграло важную роль для Реформации.
- Мартин Лютер…
- Да, Мартин Лютер был крупной фигурой, но не единственным реформатором. Часть церковных реформаторов предпочла остаться в лоне римско-католической церкви. В их числе был Эразм Роттердамский.
- Лютер порвал с католической церковью, потому что не хотел платить за отпущение грехов?
- Отчасти, но речь шла о более важных материях. По словам Лютера, никто не обязан был испрашивать прощения у Господа через посредство церкви и священнослужителей. Тем более не зависело отпущение грехов от покупаемых у церкви индульгенций. С середины XVI века торговля так называемыми индульгенциями была запрещена и в католической церкви.
- Думаю, Богу это понравилось.
- Лютер отмежевался от многих религиозных обычаев и догматов, вошедших в историю церкви на протяжении средневековья. Он стремился обратно, к первоначальному христианству, которое мы находим в Новом Завете. "Только Священное Писание", - говорил Лютер, устремляясь назад, к "источникам" христианства, как ренессансные гуманисты устремлялись к античным источникам культуры и искусства. Он перевел Библию на немецкий и таким образом заложил основы литературного языка. Каждый должен был получить возможность читать Писание и стать чем-то вроде священника для самого себя.
- Священником для самого себя? Не слишком ли это дерзко?
- Лютер утверждал только, что священники не состоят в особых отношениях с Богом. Из практических соображений в лютеранских общинах тоже были священники, которые проводили богослужения и улаживали повседневные дела церкви. Но, согласно Лютеру, человек получал от Господа прощение и освобождение от грехов не с помощью церковных ритуалов, а, что называется, "задаром", благодаря одной лишь своей вере. До этих мыслей Лютер дошел через чтение Библии.
- Значит, Лютер тоже был типичным человеком Возрождения?
- И да и нет. От Возрождения у него был упор на индивидууме и личных отношениях с Богом. Кроме того, в тридцатипятилетнем возрасте Лютер выучил греческий и принялся за трудоемкий перевод Библии на немецкий.
Переход от латыни к народному языку также был типичен для Ренессанса. Но Лютер не был гуманистом как Фичино или Леонардо да Винчи. Гуманисты возражали ему: например, Эразм Роттердамский считал, что Лютер придерживается слишком отрицательного мнения о человеке. Лютер, в частности, утверждал, что после грехопадения человек совершенно испортился и только Божья милость способна "простить" его, ибо за грехи положена смерть.
- Грустная история.
Альберто Нокс снова поднялся и, взяв со стола черно-зеленый шарик, положил его в нагрудный карман.
- Уже пятый час! - воскликнула София.
- А следующей крупной эпохой в истории человечества стал период барокко. Но его мы оставим до другого раза, дорогая Хильда.