Терри Пратчетт - Наука плоского мира IV: Судный день
В основе этого столкновения лежит поразительное стечение обстоятельств: вселенные, способные поддерживать жизнь, имеют крайне малые шансы на существование. Этот факт самым радикальным образом нарушает принцип Коперника, согласно которому в людях нет ничего необычного.
До того, как Николай Коперник в 1543 году опубликовал свой труд «О вращении небесных сфер» почти все за исключением немногих выдающихся личностей считали человечество центром Вселенной. Это истина была настолько очевидной, что ее отрицание казалось попросту нелепым. Посмотрите вокруг. Все, что вас окружает, теряется где-то вдалеке, а вы находитесь прямо в центре. Ваши ощущения служат доказательством того, что звезды, как и все остальные небесные тела, вращаются вокруг Земли. Естественной формой их орбит, без сомнения, должна быть окружность, идеальная геометрическая фигура; совершенство ее формы лишний раз доказывает, что все сущее было создано для нас, а мы сами занимаем место в центре творения.
Однако древние астрономы были превосходными наблюдателями, и взглянув на настоящее положение дел во Вселенной, поняли, что окружности здесь не подходят. Впрочем, они еще могли спасти теорию «идеальной формы», так как с помощью комбинаций окружностей можно было достичь довольно точного совпадения с наблюдаемыми данными. Во втором веке н. э. Клавдий Птолемей (Птоломей) написал труд под названием «Альмагест» («величайший»), в котором было представлено движение Солнца и планет вокруг неподвижной Земли. Чтобы добиться совпадения со сложными траекториями, известными из наблюдений, он применил ряд геометрических построений, в которых использовались сферы с осями вращения, опирающимися на другие сферы. Наиболее важной чертой птолемеевой системы в ее упрощенной форме были эпициклы круговые орбиты, центры которых сами двигались по окружности. При необходимости центры последних также могли вращаться по кругу, и так далее. В общей сложности Птолемею потребовалось более 80 сфер, но точность получившейся системы была довольно высокой. Особенно в то время, когда Земля еще не считалась планетой. Этот термин относился к странствующим звездам, а Земля не были ни звездой, ни странником. Она занимала неподвижное положение.
Мы особенные.
Коперник, без сомнения, был человеком иных взглядов; он осознал, что все приобретает куда больший смысл, если считать, что в людях нет ничего особенного, а Земля не находится в центре мира. Это частный случай так называемого принципа заурядности: исходя из практических соображений, лучше избегать предположений, в которых некоторое явление обладает необычными или особыми свойствами, либо нарушает законы природы. Одной из особенностей птолемеевой системы, которая могла натолкнуть Коперника на эту мысль, было подозрительное стечение обстоятельств. Числа, характеризующие большую часть эпициклов размер, скорость вращения были, по существу, случайными, то есть не следовали какой-либо очевидной закономерности. Однако Коперник заметил, что данные, соответствующие одному из эпициклов, в неизменном виде повторяются много раз в движении Солнца и всех планет. Приписав этот набор данных Земле, он мог сократить количество эпициклов с птолемеевых восьмидесяти до всего-навсего тридцати четырех. В этом случае Солнце становилось неподвижным, а все остальные тела (за исключением Луны) вращались вокруг него в том числе и Земля. Принимая Землю за центр системы отсчета, Птолемей был вынужден перенести вращение Земли вокруг Солнца на все остальные тела, добавив к каждому из них по одному лишнему эпициклу. Если же от этого общего эпицикла избавиться, то модель станет намного проще. Но в таком случае вам придется иметь дело с радикальным изменением в теории: среди всех небесных тел вокруг Земли вращается только Луна. Все остальные вращаются вокруг Солнца.
Этот вывод является спорным в силу причин, которые мы обсуждали, говоря о плоских Землях в 8-й главе. Вы можете описывать Вселенную в любой системе отсчета по своему выбору. Ничто не может помешать вам выбрать систему координат, в которой Земля неподвижна; в зависимости от того, насколько важную роль вы отводите себе в общем порядке вещей, вы даже можете решить, что в начале координат находитесь именно вы. Те, кто забавляются подобной игрой, могут без особого труда переписать все законы природы в такой эгоцентрической системе отсчета. Так что в некотором смысле на вопрос, что вокруг чего вращается, можно дать совершенно произвольный ответ.
Однако другой философский принцип, бритва Оккама, говорит нам о том, что подобная свобода выбора по большей части лишена смысла. Уильяму из Оккама (или Оккамскому) приписывается философский принцип, который звучит так: «не следует умножать сущности сверх необходимости»[102]. Часто это утверждение трактуют как «простые объяснения лучше сложных», но такое понимание выходит за рамки подлинных слов Уильяма. Он имел в виду, что неразумно включать в систему такие свойства, от которых можно избавиться без заметных последствий. Сложные объяснения нередко оказываются лучше простых, но только если простые не справляются со своей задачей. Впрочем, как бы мы ни трактовали бритву Оккама, один эпицикл все же лучше множества своих копий, даже если мы вынуждены приписать его другому телу.
В системе отсчета Земли законы движения становятся невероятно сложными. Ближайшая крупная галактика M31, расположенная в созвездии Андромеды на расстоянии около 2,6 миллионов световых лет, вынуждена совершать оборот вокруг нашей планеты каждые 24 часа. Еще более необычайное вращательное движение приходится совершать объектам, которые в большей степени удалены от Земли рекордное расстояние на данный момент составляет примерно 13,2 миллиардов световых лет. Если же центром нашей системы отсчета станет Солнце, которое при этом окажется неподвижным относительно среднего положения звезд, то математические выкладки становятся намного проще, а физика с метафизикой гораздо адекватнее. Если пренебречь гравитационным воздействием всех прочих тел, то Солнце и Земля вдвоем движутся вокруг своего общего центра тяжести по эллиптическим орбитам. Но так как масса Солнца намного больше массы Земли, то этот центр находится глубоко внутри Солнца. Так что Земля вращается вокруг Солнца. Мы по глупости считаем Землю неподвижной, потому что она действительно неподвижна по отношению к нам. (Приносим извинения, это все равно звучит слишком по-человечески; лучше так: «мы неподвижны по отношению к ней»).
Урок усвоен для этого потребовалось несколько веков, толика сожженных и много шума на пустом месте. Но все это было лишь подготовкой к основному действу. Когда астрономы поняли, что отдаленные скопления света представляют собой галактики вращающиеся массы, состоящие из миллиардов звезд их, наконец, осенило, что знакомая всем светящаяся река под названием Млечный Путь вовсе не случайность, а наша собственная галактика, которую мы видим с ребра, изнутри. Наше Солнце, конечно же, будет галактическим центром Но нет, в действительности оно занимает ничем не примечательную область, расположенную на расстоянии примерно 2/3 в сторону края 27 000 световых лет от галактического ядра, вблизи одного из ее спиральных рукавов, который называется рукавом Ориона. Наше блистательное Солнце это всего лишь одна звезда (и, кстати говоря, довольно слабая) среди тысяч, составляющих Местное межзвездное облако, которое само находится внутри Местного пузыря. Солнце даже не лежит в галактической плоскости, хоть и расположено к ней довольно близко на расстоянии около шестидесяти световых лет.
Спустя несколько веков, в течение которых каждая очередная попытка придать человечеству некую особую роль, заканчивалась неудачей, принцип Коперника вошел в состав фундаментальной физики в качестве обобщения основного принципа теории относительности, предложенного Эйнштейном не существует такого понятия, как привилегированный наблюдатель.
Ранее мы говорили, что одной из главных мотиваций, лежащих в основе научного метода, служит осознание человеческой склонности верить в то, что им хочется, или приобретать такое желание под влиянием общества. Религии используют эту черту, придавая вере первостепенное значение: сила веры берет верх как над отсутствием доказательств, так и над доказательством обратного. Наука, напротив, осознанно старается оказывать ей сопротивление, требуя убедительных доказательств. Принцип Коперника это еще одно напоминание о том, чего не следует принимать на веру. И хотя этот принцип справедлив не всегда, он подрывает нашу убежденность в собственной значимости.
Масштабные квазифилософские принципы скажем, принцип Коперника или бритва Оккама это рекомендации, а вовсе не правила, требующие неукоснительного соблюдения. Но, как и следовало ожидать, лишь только мы начали привыкать к мысли о своей заурядности в космическом мироустройстве, как стали появляться новые факты, поставившие ее под сомнение. Возможно, мы действительно особенные. Возможно, Земля действительно занимает привилегированное положение или находится в привилегированном состоянии. Может оказаться, что других вариантов нет.
