Стивен Вайнберг - Объясняя мир. Истоки современной науки
Миграция интеллектуалов того времени между Египтом и греческой метрополией напоминала миграцию между Америкой и Европой в XX в.{45} Богатство Египта и щедрость по отношению к грамотным людям, по крайней мере первых трех правителей из династии Птолемеев, привлекали в Александрию уже прославившихся в Афинах ученых, точно так же как Америка притягивала к себе европейскую интеллигенцию начиная с 30-х годов XX в. и по сей день. Начиная с 300 г. до н. э. бывший участник афинского Ликея Деметрий Фалерский стал первым директором Музея, перевезя в него свою афинскую библиотеку. Примерно тогда же Птолемей I вызвал из Афин другого участника Ликея, Стратона из Лампсака, чтобы тот стал учителем его сына. Возможно, именно ему принадлежит заслуга в том, что Музей превратился в научный центр после того, как сын Птолемея унаследовал престол.
Путешествие морем из Афин в Александрию в эпоху эллинизма и во времена Рима занимало примерно то же время, какое требовалось пароходу в XX в., чтобы дойти из Ливерпуля в Нью-Йорк. Поэтому люди массово перемещались в обоих направлениях между Египтом и Грецией. К примеру, Стратон не остался в Египте насовсем – он вернулся в Афины, чтобы стать третьим главой Ликея.
Стратон был ученым-наблюдателем. Он сумел установить, что падающие тела движутся вниз с ускорением, наблюдая, как ведет себя струя воды, стекающей с крыши во время дождя, когда она разбивается на отдельные капли. Он заметил, что эти капли удаляются друг от друга по мере падения. Так происходит потому, что капля в нижней части струи падает дольше и в силу того, что ускоряется, проходит большее расстояние, чем непосредственно следующая за ней капля, которая в тот же момент времени падала не столь долго (см. техническое замечание 7). Также Стратон обратил внимание, что тело, падающее с небольшой высоты, лишь слегка ударяется о землю, тогда как оно же, упавшее со значительной высоты, бьется о землю гораздо сильнее, и это означает, что его скорость увеличивается за время падения{46}.
Вероятно, не случайно Александрия, как и другие центры древнегреческой натуральной философии – Милет и Афины, была и центром коммерции. Оживленный рынок привлекает выходцев из иных культур и вносит разнообразие в сельское хозяйство. Коммерческие связи Александрии простирались очень далеко: товары из Индии попадали морским путем в Средиземноморье, путешествуя на судах через Аравийское море, далее – на север вдоль Красного моря, потом караваном до Нила и затем вниз по реке до Александрии.
Однако в интеллектуальном климате Афин и Александрии были существенные различия. В частности, ученые из Музея обычно не занимались созданием всеобъемлющих теорий, так привлекавших греческих мыслителей от Фалеса до Аристотеля. Как отмечает Флорис Коэн, «афиняне мыслили о всеобщем, а александрийцы – о частном»{47}. Ученые из Александрии сосредоточились на изучении отдельных явлений, в чем они действительно могли добиться реальных успехов. Их тематика включала оптику, гидростатику и, прежде всего, астрономию – предмет второй части этой книги.
То, что древнегреческие мыслители Эллинистической эры не пытались создать «теорию всего», вовсе не говорило об их ущербности. И тогда, и сейчас для развития науки крайне важно отличать, какие задачи созрели для изучения, а какие – еще нет. Например, на рубеже XIX–XX вв. некоторые ведущие физики того времени, такие как Хендрик Лоренц и Макс Абрахам, затратили массу усилий на то, чтобы понять структуру открытого незадолго до того электрона. Все было напрасно: никто не смог добиться лучшего понимания природы электрона до тех пор, пока два десятилетия спустя не была изобретена квантовая механика. Создание и развитие Специальной теории относительности Альбертом Эйнштейном стало возможно благодаря тому, что он решил не принимать во внимание, чем на самом деле являются электроны. А затем, в преклонном возрасте, Эйнштейн обратился к вопросу объединения известных природных взаимодействий и не достиг никакого успеха, поскольку в то время еще не было накоплено достаточно знаний для новой теории.
Другое важное отличие ученых эпохи эллинизма от ученых эпохи классицизма было в том, что, в отличие от своих предшественников, они с гораздо меньшим снобизмом относились к делению предмета науки на чистое знание как таковое и на знание, используемое в прикладных целях: в греческом языке – противопоставление понятий ἐπιστήμη и τέχνη (в латыни – scientia и ars). История свидетельствует, что многие философы рассматривали изобретателей примерно так же, как распорядитель увеселений Филострат в шекспировской пьесе «Сон в летнюю ночь», говоря об участниках афинской актерской труппы: «Здешний мелкий люд, мастеровые с жесткими руками, вовек не изощрявшие мозгов». Как физик, чья область интересов – исследование элементарных частиц и космология, не имеющая немедленного практического применения, я, разумеется, не собираюсь утверждать, что чистое знание – это что-то плохое, но проведение научных исследований на благо человека – это чудесный способ заставить ученых перестать витать в эмпиреях и вернуться к реальности{48}.
Естественно, что люди были заинтересованы в усовершенствованиях техники еще с тех времен, как научились использовать огонь для приготовления пищи и делать инструменты, ударяя одним камнем по другому. Но устойчивый интеллектуальный снобизм таких мыслителей Классического периода, как Платон или Аристотель, прочно отгораживал их теоретические работы от реального применения.
И хотя этот предрассудок не исчез и при эллинизме, он перестал быть столь влиятельным, как раньше. Некоторые люди, даже не аристократического происхождения, в это время смогли прославиться, создав технические изобретения. Хорошим примером служит Ктезибий Александрийский, сын цирюльника, который в середине III в. до н. э. изобрел гидравлические насосы и водяные часы, измеряющие время более точно, чем их предшественники, за счет поддержания постоянного уровня жидкости в сосуде-измерителе, из которого вытекала вода. Ктезибий снискал такую известность, что его упоминал два столетия спустя римский автор Витрувий в своем трактате «Об архитектуре».
Важно то, что некоторые технические изобретения века эллинизма были созданы теми же учеными, которые занимались систематическими научными исследованиями, в свою очередь служившими почвой для изобретений. К примеру, Филон Византийский, живший и работавший в Александрии примерно в 250 г. до н. э., был военным инженером, написавшим сочинение под названием «Механика», посвященное устройству гаваней для судов, укреплений, осадных приспособлений и катапульт (частично его работа была основана на трудах вышеупомянутого Ктезибия). Но в книге «Пневматика» Филон приводит экспериментальные доводы, подтверждающие взгляд Анаксимена, Аристотеля и Стратона на то, что воздух является реальной субстанцией. Например, если пустую бутылку опустить в воду открытым горлышком вниз, вода не станет ее наполнять, поскольку ее не пустит воздух, которому некуда выйти из такой бутылки. Но если позволить воздуху уйти, проделав отверстие в донце, то вода заполнит сосуд{49}.
Существовала важная тема для изучения, имеющая практическое применение, к которой древнегреческие ученые обращались снова и снова, даже в период владычества Рима: поведение лучей света. Интерес к ней возник еще в начале Эллинистической эры в работах Евклида.
О жизни Евклида известно мало. Можно предполагать, что он жил во времена правления Птолемея I и мог быть основоположником изучения математики в Александрийском музее. Наиболее известная его работа, «Начала», открывается набором геометрических определений, аксиом и постулатов и продолжается более или менее проработанными доказательствами различных теорем геометрии, начиная с простых и кончая сложными. Но кроме этой книги Евклид также написал «Оптику», посвященную законам перспективы, и ему также приписывается «Катоптрика» – книга о зеркальных отражениях, хотя современные историки не убеждены в его авторстве.
Стоит задуматься о том, что в зеркальных отражениях есть нечто особенное. Когда вы смотрите на отражение какого-нибудь небольшого предмета в плоском зеркале, вы видите его в одной определенной точке, а не «размазанным» по всему зеркалу. Но ведь существует много возможных способов нарисовать путь луча света от реального объекта к поверхности зеркала и затем к глазу наблюдателя{50}. Однако свет следует лишь по одному из таких возможных путей, и поэтому отражение можно видеть в той точке, где этот путь упирается в зеркало. Но чем определяется расположение этой точки на поверхности зеркала? В «Катоптрике» имеется описание фундаментального закона, который дает ответ на этот вопрос: угол, который падающий на плоское зеркало луч образует с его поверхностью, равен такому же углу для отраженного луча. Только один-единственный путь луча света удовлетворяет этому условию.
