Понимание силы и условного характера научного мышления – вызов нашего времени, и на последующих страницах я предлагаю взглянуть на мир с позиции космологии – сложной и условной стороны астрономии. Мы увидим, как выдающиеся ученые неоднократно боролись за принятие радикальных новых идей и в конце концов им это удавалось. Надеюсь, книга поможет вам понять (или подтвердить свое понимание), что, хотя наука как человеческое стремление не является абсолютно объективной, она по-прежнему предлагает лучшие рецепты для получения доказательств и познания нашего мира. Наука сама корректирует свои отклонения в ту или иную сторону. Она – лучший для нас способ ориентироваться в этой чудесной Вселенной и понимать ее. На протяжении веков именно наука помогала нам составлять чертеж взаимосвязей естественного мира. И как любая хорошая карта, он указывает, куда двигаться.
1. Древние карты неба
Первоначально человек владел всего одним инструментом для изучения космоса – своими глазами. Люди тех времен воспринимали мир через призму мифа, а не науки, и любые невидимые, таинственные, сверхъестественные силы, которые управляли движением планет и звезд, ассоциировались с деяниями богов. Когда в древности люди поднимали взгляд к небесам, они ожидали от них благоприятных и предсказуемых действий. И точно так же, как и мы сейчас, наши предки фиксировали результаты своих космологических изысканий: они создавали карты.
Одним из первых изображений звездного неба стала выполненная из меди и золота чеканная пластина, датируемая периодом с 2000 по 1600 г. до н. э. Она относится к унетицкой культуре бронзового века. Находка была обнаружена в регионе Саксония-Анхальт на территории Восточной Германии. Судя по всему, на пластине изображено Солнце или полная Луна, лунный серп и звезды. С точки зрения современного человека, на ней также присутствуют Плеяды, что вполне возможно, так как это звездное скопление отчетливо видно на ночном небе даже невооруженным глазом. Металлический диск, вероятно, служил своего рода дневником наблюдений, в который с течением времени добавляли новую информацию. Одно такое дополнение выглядит как две золотые дуги по бокам диска, которые, судя по всему, обозначают местоположение закатного Солнца в дни летнего и зимнего солнцестояния, фиксируя, таким образом, позиции Солнца в самый длинный и самый короткий день в году. Также мы можем видеть дугу в нижней части диска, от которой расходятся многочисленные линии. Она имеет множество толкований: Млечный Путь, радуга или многовесельная солнечная лодка – мифологический способ передвижения Солнца. Мы почти ничего не знаем о способах использования этого предмета. Но можем предположить, что люди, которые пользовались пластиной, каким-либо образом связывали происходящее на Земле с небесными событиями.
Жители Вавилона, которые заинтересовались небом спустя приблизительно девять столетий после появления Небесного диска, с большой тщательностью относились к записи данных астрономических наблюдений. Британский археолог Остен Генри Лейард и его экспедиция, организованная в XIX в. с целью проведения раскопок на месте великих библейских городов в Месопотамии (Междуречье), обнаружили и восстановили целый клад, состоящий из скрупулезно систематизированных данных астрономических наблюдений. Их находка включала копии еще более древних наблюдений, которые были собраны и записаны жителями Месопотамии. Среди тысяч клинописных табличек, которые Лейард и его коллеги обнаружили на территории современного Ирака, был найден документ, содержащий наблюдения Венеры[1].
Археологи считают, что табличка с данными о Венере была создана во времена правления царя Амми-цадуки и что это один из сотен тысяч документов, которые демонстрируют степень интереса вавилонян к записи данных астрономических наблюдений. Переводы клинописной таблички показывают, что жители Вавилона понимали различие между мерцающими звездами и планетами, которые сияют, испуская ровный свет. Они знали, что на небе есть пять подобных блуждающих точек, которые двигаются отдельно от звезд. Слово «планета» отражает подобные ранние описания, так как происходит от греческого слова πλανήτης – «блуждающий». Одно из небесных тел двигалось с запада на восток относительно других звезд. Самым странным было то, что примерно каждые два года оно радикально меняло направление движения на 90 дней, а затем возвращалось к своему восточному маршруту. В Вавилоне зарегистрировали этот объект и его удивительный ход в обратную сторону. Сегодня мы понимаем, что такая особенность в движении Марса является результатом сочетания маршрутов двух планет: когда Земля и Марс проходят по своим орбитам вокруг Солнца, для наблюдателя с Земли Марс поворачивает в обратную сторону. Вавилоняне искали закономерности и вели подробные наблюдения за странным движением Красной планеты, включая ее необычный возвратный маршрут. Кометы, которые могут появиться на любом участке небосвода, считались предвестниками беды, плохими предзнаменованиями, предрекающими земные катаклизмы. На основании хронологии движения небесных тел в ночном небе можно догадаться, что многие древние цивилизации отмечали регулярность небесной активности и пытались предсказать будущее положение объектов. Вероятно, успех в данном мероприятии помогал им примириться с природой. Карты древности связывали мир небожителей с земным миром[2].
В наши дни данные астрономических наблюдений используются для подтверждения или опровержения астрофизических гипотез и моделей, в древности же человек видел куда более тесную связь небес с обыденными событиями. Фиксация текущих небесных явлений служила для предсказывания будущих событий, но древние не стремились объяснить закономерности или докопаться до причин. Их целью было отмечать передвижения небесных тел и разрабатывать описания, которые позволили бы точно предсказать будущее. Так была заложена основа астрономии – наблюдения. В конце концов из наблюдений и ведения соответствующих записей родилась эта наука, пусть даже первоначально толкования перемещений данных тел едва ли имели какое-либо отношение к научной сфере. Эта ранняя традиция, заключающаяся в сборе наблюдений за ночным небом, имела ключевое значение. Благодаря ей общество стало инстинктивно связывать наше место на планете с нашим местоположением в космосе.
Жители Вавилона были не способны понять научное значение блужданий небесных тел, однако данные их наблюдений служили не только религиозным, но и практическим целям. Например, закономерности в небесных явлениях имели огромное значение для сельскохозяйственных циклов. Обратите внимание на запись наблюдения на табличке Венеры: «На пятнадцатый день месяца Венера исчезла с небес и оставалась невидимой три дня. Затем на восемнадцатый день одиннадцатого месяца она вновь появилась на восточном краю неба. Заструились новые ручьи, бог Адад послал дождь, а бог Эа послал свои наводнения»[3]. Обратное движение Венеры означало проливные дожди на Земле. В индуистской мифологии Индра, высшее божество и бог бури, имеет разные имена: Повелитель молнии, Собиратель бурь и Даритель дождя. Он вечно сражается с демонами подземного мира и борется со злом от имени сил добра. Он является Демиургом – фигурой ремесленника, который, по поверьям, вылепил физическую Вселенную, исключительно материальный мир. А Творец – это тот, кто вознес на небо зарю, поэтому ему необходимо поддерживать регулярную смену дня и ночи.
Поскольку в те времена никто не использовал данные наблюдений для поиска физических закономерностей, люди древности, не имея научных теорий и развитых технологий, изобрели астрологию. Например, согласно древнеиндийской астрологической традиции, ночное небо делилось на зодиакальные дома, которым соответствовало множество замысловатых мифологических историй, объяснявших их форму. У каждой планеты был свой правитель и соответствующий характер. Марс, например, обладал воинственным темпераментом, и его избранники (люди, рожденные на его участке натальной карты) были агрессивны, сварливы, обожали оружие и имели способности к технике и механике.
И только во времена древних греков человеческое мировоззрение стало опираться на логику, информацию и фактический материал. Их появление на мировой сцене пошатнуло теорию сотворения мира, согласно которой мироздание покоилось на спине черепахи, ее снизу поддерживала другая черепаха… и так далее. Этот образ (иногда с небольшими вариациями) господствовал вплоть до VI в. до н. э. Но в сравнении со знаменитыми городами и царствами Античности, среди которых Иерусалим и Вавилон, зарождающийся греческий мир нес в себе что-то совершенно иное, новое и стремительное. В отличие от античных царств он состоял из нескольких политически независимых городов-государств, которые имели свою автономию и существовали разобщенно. Активно формирующаяся культура, отличавшаяся открытостью для вопросов и споров, перестроила правящий небесами пантеон. Боги обрели новый облик, при этом к смертным перекочевали с небес власть и свобода воли. По сути, небожители несли в себе отражение человеческих пороков, и пропасть между божественной безупречностью и человеческим несовершенством стала уже.
В таком мире в 610 г. до н. э. на ионическом побережье в городе Милетус на территории современной Турции родился Анаксимандр. Ему приписывают создание картины мира, в которой Земля в виде цилиндра дрейфует в пространстве, окруженная небесами, и ни одно существо не держит ее сверху. Он считается первым человеком, сделавшим вывод о свободно подвешенном состоянии Земли. Это заметно изменило мировоззрение, будучи невероятным шагом вперед, который стал символом новой интерпретации космоса.
И хотя перемены были в высшей степени радикальными, толчком к изменению восприятия стали не только мысли Анаксимандра о связи между небом и Землей, но и интеллектуальный процесс, в ходе которого он вышел к своим идеям. Его учитель Талес, как считают, отказался от мифологических толкований, однако именно Анаксимандр запустил процесс переосмысления нашего мира, подвергнув сомнению то, что казалось незыблемым. Такой вид исследования – необходимый и определяющий элемент нашего нынешнего научного подхода. Попытка Анаксимандра объяснить мироздание и пролить свет на происхождение человека и возникновение мира с помощью одного всеобъемлющего описания была одной из самых впечатляющих и ранних, а может быть, и первой. Если в истории существует момент, который мы могли бы назвать поворотной точкой, то это время, когда Талес и Анаксимандр, оба жители Милетуса, разрабатывали новое фундаментальное мировоззрение. Анаксимандр не стал пассивно принимать статус-кво. Он стремился к знаниям и понимал, что они постоянно эволюционируют. Его понимание не было абсолютным или статичным. Оно требовало вопросов, сомнений и постоянных доработок[4].
Одним из столпов критического мышления, который представляет собой ключевой элемент всей астрономии, является желание ставить вопросы под влиянием любопытства. Другой столп – вечное желание человечества узнавать и создавать то, что мы называем картой. Мы не можем недооценивать значение данной буквальной и практической связи между небом и Землей, которая развивалась одновременно с геодезией – наукой о глобальном позиционировании. Магнитный компас, изобретенный в Китае примерно в 200 г. до н. э., стал инструментом, который в итоге оказал важнейшее влияние на геодезию. Изготовленные с использованием магнитного железняка, материала, который встречается в естественном виде в магнетитовой руде, такие приборы реагируют на магнитное поле Земли. Однако в те времена компасы использовались только в качестве инструментов фэншуй, для гармонизации окружающего пространства. И только приблизительно в 1040 г. н. э. китайцы стали использовать компасы для навигации по суше, в том числе в военных целях; при этом понадобилась еще сотня лет, чтобы компас вошел в обиход мореплавателей. Историки до сих пор спорят о том, как знания о магнетизме распространились из Китая на Запад, однако есть весомые доказательства, что именно китайцам принадлежит слава создателей компаса. Так что остальному миру появления компаса пришлось подождать, а для стремительного прорыва в развитии картографии – выйти за пределы земного и создать карту небес. Звезды в ночи помогали людям древности вести суда в океанах, а наше Солнце позволило измерить размер Земли[5].
Одной из первых вех в картографии стало измерение в 240 г. до н. э. окружности Земли греческим астрономом Эратосфеном. Он заметил, что в городе Сиена (современный Асуан) ежегодно в самый длинный день (летнее солнцестояние) в полдень отсутствует тень. Он знал, что в Александрии, его родном городе, расположенном ниже по Нилу на севере Египта, в этот же день Солнце находилось над городом не строго по вертикали, поэтому он измерил разницу в положении светила, посчитав угол, которую отбрасывала тень высокой башни в Александрии. С помощью геометрии и известного ему расстояния между городами он получил длину окружности Земли, всего на 16 % отличающуюся от имеющегося сегодня значения, близкого к 40 000 км.
Математика предоставила возможности для совершенно нового подхода к восприятию космоса – произошел сдвиг от мифоса к логосу, к физической и геометрической концепции астрономических явлений, которая позволила анализировать закономерности. Гиппарх из Никеи (190–120 гг. до н. э.) считается одним из величайших астрономов античного мира. Многие приписывают ему изобретение тригонометрии и создание первых эффективных моделей движения Солнца и Луны. Скорее всего, он пользовался вавилонскими хрониками затмений и положений планет. Основываясь на работах жителей Вавилона и Месопотамии, Гиппарх составил актуальный каталог звезд и разработал, как считают, первые количественные, геометрические и математические описания астрономических явлений. Во II в. н. э. астроном, математик, картограф и астролог греко-египетского происхождения по имени Клавдий Птолемей сделал следующий шаг в понимании движения небесных тел. Унаследовав от Гиппарха данные 300-летней давности, он сопоставил все астрономические таблицы и геометрические модели греческих ученых в виде всеобъемлющего трактата – «Альмагеста». Но Птолемей не просто собрал воедино данные – он создал новую модель неба, которая соответствовала всем имеющимся данным[6].
Физическая модель мира Птолемея состояла из встроенных сфер, и его комплексные таблицы позволяли производить расчет будущих положений планет. Для каждой планеты он использовал по четыре наблюдения за длительный период времени, что позволило получить максимальное преимущество при измерении их циклов. Самое раннее наблюдение, которое он взял для работы, относится к 700 г. до н. э. и, вероятнее всего, является результатом работы Гиппарха по сведению воедино вавилонских хроник. Если учесть, что ключевой интерес в отношении положений планет все еще был связан с прогнозированием земных явлений, никого не удивит, что Птолемей обратился также к земной картографии. В то время как «Альмагест» указывает положения планет на небе, а также лунные циклы, его аналог под названием «Географика» содержит местоположения городов и опознавательных ориентиров на Земле. Птолемей воспринимал обе карты в тандеме: выстроив порядок небесного царства с помощью вложенных сфер, он закрепил местоположения всех известных земных точек на сетке. Так как планеты и Солнце движутся по эклиптике, Птолемей воспользовался эклиптическими координатами – сеткой с Землей по центру в том виде, в котором она представляется с внешней стороны небесной сферы, – для создания карты звездного каталога. С этого момента Земля и небо проецировались с помощью координат на поверхности сферы. Птолемей создал карту небес на основании постоянной привязки к эклиптике, а карту Земли – к широте, измеренной от экватора. Возможность предсказывать положения небесных тел позволила «Альмагесту» сохранять значимость на протяжении Средних веков.