Сборник статей - Библия и наука
М.М. Шугаев
Что нам известно о Вселенной
Введение
Вопрос о строении мира, в котором мы живем, волнует любого человека на протяжении всего времени существования цивилизации. К своему 125-летию знаменитый журнал «Science» опубликовал список величайших загадок, которые стоят перед современной наукой. Большая их часть касается насущных проблем человечества, но на первом плане по-прежнему вечные философские вопросы. Первым в списке значится вопрос о строении вселенной и материи.
Научной истории этого вопроса можно насчитать как минимум 2000 лет. За прошедшее время умы людей занимали несколько различных моделей строения вселенной. Посмотрим в историческом аспекте, что нам известно о вселенной и как мы это узнали.
Вселенная в древности
В 340 г. до н. э. греческий философ Аристотель в своей книге «О небе» привел два веских довода в пользу того, что Земля не плоская тарелка, а круглый шар.
Первый – лунные затмения происходят тогда, когда Земля оказывается между Луной и Солнцем. Земля всегда отбрасывает на Луну круглую тень, а это может быть лишь в том случае, если Земля имеет форму шара. Будь Земля плоским диском, ее тень имела бы форму вытянутого эллипса, если только затмение не происходит всегда именно в тот момент, когда Солнце находится точно на оси диска.
Второй – по опыту мореплавания греки знали, что в южных районах Полярная звезда на небе располагается ниже, чем в северных (поскольку Полярная звезда находится над Северным полюсом, она будет прямо над головой наблюдателя, стоящего на Северном полюсе, а человеку на экваторе покажется, что она на линии горизонта). Зная разницу в положении Полярной звезды в Египте и Греции, Аристотель сумел даже вычислить, что длина экватора равна 400 000 стадиев. Что такое стадий, точно неизвестно, но по размерам он близок к 200 метрам. Оценка Аристотелем радиуса была примерно в 2 раза больше известного сейчас значения. А сейчас оно составляет 6370 км.
Был еще и третий довод в пользу шарообразной формы Земли: если Земля не круглая, то почему же мы сначала видим паруса корабля, поднимающиеся над горизонтом, и только потом сам корабль? Аристотель считал, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна, планеты и звезды обращаются вокруг нее по круговым орбитам.
Во II веке великий астроном Птолемей развил идею Аристотеля в успешную космологическую модель. Земля стоит в центре, окруженная восемью сферами, несущими на себе Луну, Солнце и пять известных тогда планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. Сами планеты, считал Птолемей, движутся по меньшим кругам, скрепленным с соответствующими сферами. Это объясняло тот весьма сложный путь, который, как мы видим, совершают планеты. На самой последней сфере располагаются неподвижные звезды, которые, оставаясь в одном и том же положении друг относительно друга, движутся по небу все вместе как единое целое. Что лежит за последней сферой, не объяснялось, но, во всяком случае, это уже не было частью той вселенной, которую наблюдает человечество.
Модель Птолемея позволяла с высокой точностью предсказывать положение небесных тел на небосводе. Но она имела и недостатки. Траектория Луны, например, подходила к Земле в одних местах в 2 раза ближе, чем в других. Это означает, что в одном положении Луна должна казаться в 2 раза большей, чем в другом. Тем не менее эта космологическая модель занимала лидирующее положение в научном мире более 1400 лет!
При наблюдениях за сферой звезд античные ученые со своим бескорыстным стремлением к знаниям вырывались из тесных оков смертной плоти и могли сказать вместе с Птолемеем (насчитавшим на восьмой небесной сфере 1056 звезд): «Знаю, что я смертен, знаю, что дни мои сочтены, но, когда я в мыслях неустанно и жадно прослеживаю пути светил, тогда я не касаюсь ногами земли: на пиру Зевса наслаждаюсь амброзией – пищей богов» [1]. Интересно, что и название галактика происходит из Эллады. Наблюдаемый на небе Млечный путь греки называли Galaxias kuklos (молочный круг). Платон называл его швом, соединяющим небесные полушария. Демокрит и Анаксагор говорили, что его подсвечивают звезды, а Аристотель объяснял его светящимися парами, располагающимися под Луной. Было и другое предположение, высказанное римским поэтом Марком Манилием: возможно, Млечный путь – это сливающееся сияние маленьких звезд.
Античные мыслители полагали, что мир наполнен сложными вещами с присущими им разнообразными качествами, тайно скрытыми в их структуре. Эти скрытые качества и проявляются, и организуют тот великолепный гармоничный порядок в мире, который мы наблюдаем. Математика, по справедливому мнению античных ученых, действует там, где имеется много однородных предметов с малоизменчивыми основными свойствами. В силу этого математика применима лишь к миру надлунному, приближенному к Небу, где предметы подчиняются математически описываемому Божественному порядку. В античном естествознании существовало противопоставление небесного и земного миров, что не допускало применения в физике математики.
Философы античности описывали процесс познания окружающего мира так. Представим себе бесконечную плоскость. Кружочек на плоскости – это часть познанного нами. В процессе познания круг увеличивается, поглощая предыдущее знание, но растет и граница с непознанным. Познание рождает все новые и новые вопросы. Процесс бесконечен.
Искание высших истин, а не частные знания и не, тем более, практическая польза рассматривалось как единственная достойная цель ученых занятий. Для поиска истины, которая, как считали греки, благо, они использовали созерцательный метод познания – теорию. Истину невозможно, считали они, доказать. Истину можно показать. Далеко не случайно греки первыми узнали и до сих пор, на государственном уровне, хранят Истину во Иисусе Христе.
Византийские ученые не только не смогли, но даже и не пытались продвинуться вперед в фундаментальных естественных науках. Складывается такое впечатление, что ученым Византии набор знаний о природе казался достаточным. А целью учения было овладеть всеми знаниями (естественными и гуманитарными) в полноте и на основе как можно более обширного набора знаний составить некую цельную картину мира. Такое же, на современный взгляд странное, свойство средневековой учености мы видим и в Западной Европе. Стремление к полноте сподвигло средневековых ученых включить астрономию в состав «квадривиума» вместе с алгеброй, геометрией и музыкой. Изучение квадривиума было обязательным для всех средневековых студиозусов, в том числе медиков и юристов.
Столкновение между Церковью и учеными никогда не наблюдалось на поле науки, но возникало лишь когда ученые пытались «измерять волю Божию циркулем», т. е. пытались на основе якобы достоверных научных знаний вторгнуться в богословие.
Истина – не что, а Кто, – считали и византийские, и средневековые западноевропейские ученые и видели ее во Иисусе Христе.
Процитируем великого христианского богослова Григория Паламу: «…а во внешней премудрости надо сначала убить змия (надменность), потом отсечь главу и хвост змия, т. е. явно ложные сведения об уме, Боге, первоначалах творений, а среднюю часть, т. е. рассуждения о природе, следует… отделить от вредных умствований, как приготовители лечебных снадобий огнем и водой очищают змеиную плоть» [2].
Гелиоцентрическая революция
Примерно 14 веков космологическая модель Птолемея служила основой знания людей о вселенной. Смена модели связана с именем Николая Коперника, который создавал свою теорию почти 30 лет. Она изложена в его знаменитом сочинении «Об обращениях небесных сфер» (1543). Он использовал идею древнегреческого философа Аристарха Самосского (III в. до н. э.) о том, что Земля движется вокруг Солнца. Общую философскую догадку Коперник обогатил математической теорией, впервые объяснившей все известные тогда особенности в движениях планет, Солнца и Луны. Коперник утверждал, что Земля и другие планеты – спутники Солнца. Он показал, что именно движением Земли вокруг Солнца и ее суточным вращением вокруг своей оси объясняется видимое перемещение Солнца среди звезд, странное петлеобразное движение планет и видимое суточное вращение небесного свода.
В арабском переводе знаменитой книги Птолемея по астрономии «Альмагест» (которым пользовался Коперник) или утерялся, или потерял ясный смысл краткий рассказ Птолемея о гелиоцентрической системе. Птолемей писал: «Существуют люди, которые утверждают, будто бы ничто не мешает допустить, что… земля вращается вокруг своей оси с запада на восток, делая один оборот в сутки… и, правда, ничто не мешает для большей простоты допустить это, если принять в расчет только видимые явления. Но эти люди не сознают… что земля из-за своего вращения имела бы скорость, значительно большую, чем те, какие мы можем наблюдать… В результате все предметы, не опирающиеся на землю, должны казаться совершающими такое же движение в обратном направлении. Ни облака, ни другие летающие или парящие объекты никогда не будут видимы движущимися на восток, поскольку движение Земли к востоку будет всегда отбрасывать их в обратном направлении»[3]. Говоря проще, Птолемей утверждал, что если бы Земля вращалась, мы бы ощущали себя едущими на большой скорости в автомобиле без ветрового стекла.
