Александр Фомин - 10 гениев науки
Предлог для начала нового витка дискуссии со схоластами представился еще в 1618 году, когда произошло событие, живо обсуждавшееся в научных кругах того времени. Осень того года была отмечена появлением сразу трех комет. В конце 1618 — начале 1619 года иезуит Орацио Грасси, давний оппонент Галилея, написал работу о кометах и выступил в Римской коллегии с докладом по этому вопросу. В докладе Грасси защищал представления Аристотеля о происхождении комет. Согласно этим представлениям, кометы возникают, когда сухие газы Земли, поднимаясь, достигают сферы огня и там воспламеняются.
Галилей решил ответить на работу Грасси. Ученый написал речь, с которой выступил его единомышленник консул Флорентийской академии Марио Гвидучии. В речи Галилей не только возражает против концепции комет, изложенной Грасси, но и высказывается о характере научных познаний в целом. Возражая против схоластического подхода к знаниям, он провозглашает девизом науки слова римского писателя II века нашей эры Геллия: «Истина — дочь времени».
В 1623 году Галилей и сам изложил свои взгляды в памфлете «Пробирные весы». Эта работа была посвящена кометам и их природе. Ученый высказал свою трактовку оптической теории комет, согласно которой кометы представляют собой не физические тела, а отражение солнечных лучей в испарениях Земли. Но важность этой работы заключалась не только и не столько в изложении этой, явно ошибочной точки зрения. Тем более что Тихо Браге, наблюдая параллакс комет, к тому времени уже давно доказал, что они — космические тела, находящиеся дальше от Земли, чем Луна. «Пробирные весы» содержат и важные общенаучные мысли. Так Галилей утверждает, что при изучении физических тел следует уделять их качественным характеристикам, таким как цвет, запах, вкус, только второстепенное внимание. На первый же план должны выходить такие характеристики, как величина, форма, число и движение. Кроме того, он пишет о неуничтожаемости веществ, о том, что качественные характеристики веществам придает их структура, в основе которой лежат однородные дискретные части.
Ну и конечно, Галилей рассуждает о науке вообще. Он опять борется против схоластов и отстаивает принципы независимого от авторитетов тех или иных мудрецов древности исследования природы.
Тем временем обстановка в католическом Риме несколько изменилась. На папский престол взошел Урбан VI, бывший кардинал Маттео Барберини. В свое время этот кардинал присутствовал на астрономических демонстрациях Галилея во время первого приезда ученого в Рим. Барберини тогда очень высоко оценил заслуги Галилея и даже написал в его честь хвалебную оду. И теперь новоиспеченный Папа Урбан VI благосклонно принял сочинение Галилея «Пробирные весы». Ученый посчитал, что время настало, о чем писал князю Чези: «Обстоятельства сейчас столь благоприятны, что мы должны осуществить наши желания — теперь или никогда!»
Осенью 1623 года Галилей решил отправиться в Рим. Пользуясь расположением Папы, он хотел прощупать почву, чтобы впоследствии добиться отмены декрета 1616 года о запрещении учения Коперника или найти способ обойти этот декрет. Отъезд Галилея задержала его тяжелая болезнь, но все же в апреле следующего года он двинулся в путь. Понтифик внимательно выслушал Галилея. Есть информация о том, что Урбан VI удостоил ученого шестью продолжительными аудиенциями. Эти встречи происходили в очень дружелюбной атмосфере. Папа писал о Галилее великому герцогу Тосканы Фердинанду II, сыну Козимо II: «Мы нашли у него не только научные заслуги, но и приверженность к благочестию, и он силен в тех качествах, которыми легко заслужить папское расположение… И чтобы Вы могли убедиться, как дорог он нам, мы пожелали дать ему почетное свидетельство добродетели и благочестия. И далее мы сообщаем, что всякое благодеяние, которое Вы даруете ему, уподобляясь или даже превосходя щедрость Вашего отца, будет встречено нами с удовольствием».
Перед отъездом Галилей был награжден ценными подарками от Папы. Поездка, казалось бы, прошла прекрасно. В Риме ученый узнал о том, что иезуиты предлагали внести его «Пробирные весы» в «Индекс запрещенных книг», но на них был получен положительный отзыв. Посчитав расположение Урбана VI достаточной поддержкой, Галилей снова предпринимает попытку развязать дискуссию о теории Коперника. Вернувшись во Флоренцию, ученый быстро готовит работу «Послание к Инголи». Материалы этой работы, по всей видимости, были готовы давно, и ученый только ждал удобного момента, чтобы выпустить ее в свет. Но здесь требуются некоторые пояснения. В 1616 году, во время первого процесса, Галилей получил работу «Рассуждение о месте Земли и о ее неподвижности против системы Коперника». Этот труд был написан богословом из Равенны Франческо Инголи. Естественно, что ответить на него в то время Галилей не мог. Теперь же он посчитал ситуацию благоприятной.
«Послание к Инголи» содержит не только изложение астрономических идей Галилея, но и их обоснования. Как мы уже писали, в этой работе Галилей изложил и подробно проиллюстрировал свой принцип относительности движения. Описать этот принцип и продемонстрировать ход рассуждений Галилея легче всего с помощью мысленного эксперимента, который поставил сам ученый: «В большой каюте под палубой какого-либо крупного корабля запритесь с кем-либо из ваших друзей, устройте так, чтобы в ней были мухи, бабочки и другие летающие насекомые, возьмите также большой сосуд с водой и рыбок внутри его, приладьте еще какой-либо сосуд повыше, из которого вода падала бы по каплям в другой нижний сосуд с узкой шейкой, и пока корабль стоит неподвижно, наблюдайте внимательно, как эти насекомые будут с одинаковой скоростью летать по каюте в любом направлении, вы увидите, как рыбки начнут двигаться безразлично в направлении какой угодно части сосуда, все капли, падая, будут попадать в сосуд, подставленный снизу, и вы сами, бросая какой-либо предмет вашему другу, не должны будете кидать его с большим усилием в одну сторону, чем в другую, если только расстояния одинаковы <…>. Когда вы хорошо заметите себе все эти явления, дайте движение кораблю, и притом с какой угодно скоростью, тогда (если только движение его будет равномерным, а не колеблющимся туда-сюда) вы не заметите ни малейшей разницы во всем, что было описано, и ни по одному из этих явлений, ни по чему-либо, что станет происходить с вами самими, вы не сможете удостовериться, движется ли корабль или стоит неподвижно…»
Любому современному человеку описанные Галилеем явления не только вполне понятны, но и очевидны. Да и во времена Галилея человек, которому предложили бы подумать над описанной ситуацией, вряд ли смог возразить. Тем не менее, именно Галилей первым сформулировал принцип относительности движения. Из, казалось бы, обычных и несложных наблюдений он сделал выводы, перевернувшие научное мировоззрение его времени. Принцип относительности движения позволил сделать еще несколько важных выводов. Для того чтобы понять его важность, нам нужно на время вернуться к мировоззрению Аристотеля. Мы помним, что античный гений отвергал идею о подвижности Земли, приводя следующие доводы: если бы Земля была подвижна, то подброшенный вертикально вверх камень падал бы не в то место, из которого его подбросили, а в другое. До Галилея этот пример считался вполне убедительным доказательством неподвижности Земли.
Теперь вертикальное падение тел можно было объяснить и в рамках идеи о подвижности Земли. Земля превращалась в точку отсчета. Камень движется вертикально только относительно ее поверхности. Конечно же, Галилей не смог математически описать падения тел, как мы знаем, эту работу сделал Ньютон. Он же распространил свойства взаимного притяжения на все тела. Но и Галилей сделал очень серьезный шаг в этом направлении. Он пишет: «Ошибка, общая у вас с Аристотелем, следующая: когда вы говорите: "у твердых тел имеется их собственное естественное устремление — двигаться к центру", то под центром вы понимаете либо точку в середине данного тяжелого тела, либо центр всего сферического мира; в первом случае я утверждаю, что Луна, Солнце и все прочие шарообразные светила во Вселенной являются не менее тяжелыми, чем Земля, и что все их части содействуют образованию их собственных сфер, так что, если когда-либо от них отделяется часть, она возвращается к своему целому, точно так же, как это происходит с частями Земли, и никогда вы не убедите меня в противном, но если же вы под центром признаете центр мира, то я скажу вам, что и Земля отнюдь не обладает никакой тяжестью и не стремится к центру Вселенной, а находится на своем месте, как и Луна на своем».
Используя принцип относительности и рассуждения о тяготении, Галилей приходит к выводу, который, правда, излагает до примера с кораблем, отводя последнему лишь пояснительную функцию: «Я говорю вам, что когда вода, земля и воздух, ее окружающий, согласованно выполняют одно и то же, то есть либо совместно движутся, либо совместно покоятся, то мы должны представить себе те же самые явления одинаковыми ad unguem[42] как в одном, так и в другом случае, я говорю, при этом обо всем, что касается упомянутых уже движений падающих тел или тел, брошенных кверху или в сторону в том или ином направлении.»
