Жизнь проста. Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной E-Book
Джонджо Макфадден
Erhalten Sie Zugang zu diesem und mehr als 300000 Büchern ab EUR 5,99 monatlich.
- Herausgeber: Kolibri
- Kategorie: Bildung
- Serie: Научный интерес
- Sprache: Russisch
Много веков назад принцип бритвы Оккама изменил наш взгляд на мир, показав, что простота является основополагающим принципом Вселенной. Ученый-биолог Джонджо Макфадден прослеживает историю научных открытий на протяжении нескольких столетий, от геоцентрического космоса до квантовой механики и ДНК. По мнению Макфаддена, жизнь могла появиться только благодаря максимальной простоте, и фундаментальный закон Вселенной есть не что иное, как космологическая форма естественного отбора, который всегда благоприятствует выживанию простейших элементов. Трактуя по-новому историю науки и происхождение Вселенной, эта книга в корне меняет наше представление о нас самих и об окружающем мире. «До Уильяма Оккама поиск ответов на вопросы, как правило, сопровождался появлением дополнительных сущностей. Уильям Оккам был первым, кто стал говорить о необходимости добираться до простых решений, отражающих суть проблемы. Благодаря ему этот принцип стал основополагающим в науке и отличительным признаком ее современности. Бритва Оккама повсюду. Она прокладывает путь, пробиваясь сквозь гущу искаженных представлений, догм, фанатизма, предрассудков, ложных убеждений, верований, которые везде и во все времена мешали науке двигаться вперед. Простота — это не что-то привнесенное в современную науку, это и есть современная наука, которая через научное познание открывает нам современный мир». (Джонджо Макфадден)
Sie lesen das E-Book in den Legimi-Apps auf:
Seitenzahl: 544
Veröffentlichungsjahr: 2023
Das E-Book (TTS) können Sie hören im Abo „Legimi Premium” in Legimi-Apps auf:
Ähnliche
Насыщенный информацией, вызывающий интерес и убедительный экскурс в историю науки.
Kirkus Reviews
Я обнаружил, что меня захватила главная тема книги: несмотря на то что мы воспринимаем науку как нечто сложное, она на самом деле представляет собой поиск простоты. Сейчас, когда мир осознает сложность науки и ее роль, эта книга поможет проникнуться этим осознанием.
Майкл Брукс, один из основателей Научной партии (Великобритания)
Самое приятное для чтения изложение истории науки последних лет.
Саймон Ингс, The Spectator
Несмотря на приоритет научных достижений в области техники, наука не существует вне культуры. Представленный Макфадденом тщательно выверенный исторический обзор научных идей показывает, как простота, являясь доминирующим научным принципом, пронизывает все области науки и дает глубокое понимание природы реального мира. Благодаря ярким описаниям и ясности изложения содержание книги становится живым и наполненным смыслом. Это одна из лучших книг о науке, прочитанных мной за последние десять лет.
Пол Девис, регент-профессор физики Университета штата Аризона
Оригинально и содержательно.
Джим Аль-Халили, физик-теоретик и популяризатор науки
По-настоящему увлекательное, захватывающее чтение благодаря доступности и ясности изложения.
The Irish Times
Аргументированная оценка идеи, о которой многие знают, но мало кто понимает ее суть.
Booklist
Восхитительно доходчивая книга Джонджо Макфаддена сама по себе — модель обманчивой простоты. В этом глубоком исследовании загадок природы оживают картины многовековой истории научных открытий и намечается путь в будущее.
Патриция Фара, почетный профессор Клэр-колледжа, Кембридж
Johnjoe McFaddenLIFE IS SIMPLEHow Occam’s Razor Set Science Free And Unlocked The Universe
Перевод с английского Ирины Никитиной
Редактор Светлана Левензон
Публикуется с согласия PEW Literary Agency Limited и литературного агентства «Синопсис».
Макфадден Дж.Жизнь проста : Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной / Джонджо Макфадден ; [пер. с англ. И. В. Никитиной]. — М. : КоЛибри, Азбука-Аттикус, 2023.
ISBN 978-5-389-23186-3
16+
Много веков назад принцип бритвы Оккама изменил наш взгляд на мир, показав, что простота является основополагающим принципом Вселенной. Ученый-биолог Джонджо Макфадден прослеживает историю научных открытий на протяжении нескольких столетий, от геоцентрического космоса до квантовой механики и ДНК. По мнению Макфаддена, жизнь могла появиться только благодаря максимальной простоте, и фундаментальный закон Вселенной есть не что иное, как космологическая форма естественного отбора, который всегда благоприятствует выживанию простейших элементов. Трактуя по-новому историю науки и происхождение Вселенной, эта книга в корне меняет наше представление о нас самих и об окружающем мире.
«До Уильяма Оккама поиск ответов на вопросы, как правило, сопровождался появлением дополнительных сущностей. Уильям Оккам был первым, кто стал говорить о необходимости добираться до простых решений, отражающих суть проблемы. Благодаря ему этот принцип стал основополагающим в науке и отличительным признаком ее современности. Бритва Оккама повсюду. Она прокладывает путь, пробиваясь сквозь гущу искаженных представлений, догм, фанатизма, предрассудков, ложных убеждений, верований, которые везде и во все времена мешали науке двигаться вперед. Простота — это не что-то привнесенное в современную науку, это и есть современная наука, которая через научное познание открывает нам современный мир». (Джонджо Макфадден)
© Johnjoe McFadden Limited, 2021© Никитина И.В., перевод на русский язык, 2023© Издание на русском языке, оформление.ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2023КоЛибри®
Посвящается Пен и Олли, которые помогли мне не сойти с ума
Введение
Май 1964 года. Двое американских ученых-физиков стоят возле экспериментальной научной установки. Эта установка размером с грузовик имеет форму гигантской слуховой трубы и установлена на вершине невысокого холма близ городка Холмдел в штате Нью-Джерси. Обоим ученым около 35 лет. Один из них, Арно Аллан Пензиас, родился в Баварии в еврейской семье, бежавшей из Германии в 1939 году и осевшей в Бронксе. Он высокого роста, в очках, с редеющей шевелюрой. Роберт Вудро Вильсон (Уилсон) из Хьюстона, штат Техас, тоже высокого роста, лысый, с темной бородой. Они познакомились на конференции двумя годами ранее. Ни на минуту не замолкающий Пензиас и застенчивый и осторожный Вильсон быстро подружились. Затем их объединила работа над проектом по обнаружению звезд по микроволновым сигналам в крупном исследовательском центре Bell Laboratories. На снимке они оба пристально вглядываются в небо. И оба выглядят озадаченно.
Микроволны, или микроволновое излучение с длиной волны от одного миллиметра до одного метра, были открыты почти 100 лет назад и приобрели актуальность во время Второй мировой войны, когда ученые пытались использовать их в радарах и даже создавать лучевое оружие, способное сбивать реактивные снаряды противника. В послевоенное время микроволнами заинтересовались телекоммуникационные компании после того, как физик Роберт Генри Дикке, работавший во всемирно известном Массачусетском технологическом институте (MIT), создал приемник, способный эффективно улавливать микроволны. Имея в своем распоряжении технологии создания источников и приемников излучения, можно было приступать к разработке новых способов беспроводной связи.
Рис. 1. Арно Пензиас и Роберт Вильсон возле рупорной антенны, использовавшейся в качестве радиотелескопа в Bell Telephone Laboratories, Холмдел, Нью-Джерси
В 1959 году в Bell Laboratories в Холмделе была сконструирована рупорная антенна для обнаружения микроволн, отражаемых спутниками. Однако интерес к ней стал понемногу ослабевать — ученые переключились на альтернативные беспроводные технологии, и в Bell Laboratories было принято решение предоставлять антенну в аренду ученым, готовым найти для нее эффективное применение. Например, Пензиас и Вильсон планировали использовать ее для обнаружения звезд на основании отражаемых ими радиосигналов. 20 мая 1964 года они поднялись в аппаратную. Это сооружение, которое напоминало садовый сарай, располагалось на уровне антенны и соединялось с ее задним концом. Ученые направили антенну в небо. Увы, куда бы антенна ни смотрела, даже на самые темные участки ночного неба, где очень мало звезд, исследователи фиксировали лишь фоновый шум, помехи и шипение1. Это озадачивало.
Сначала Пензиас и Вильсон подумали, что помехи исходят от какого-то другого источника микроволн, находящегося поблизости. Они предприняли ряд проверок и исключили такие факторы, как атмосферные помехи, испытания ядерного оружия, возможное влияние города Нью-Йорка, а также военной базы, располагавшейся неподалеку. Они пробрались внутрь антенны и, обнаружив там пару воркующих голубей, стали подозревать, что всему виной голубиный помет. Они установили ловушки, очистили антенну от помета, но поскольку голуби упорно возвращались, ученым пришлось их отстреливать. Впрочем, даже после того как пернатый источник помех был устранен, каждый раз направляя антенну в ночное небо, они продолжали фиксировать стабильный шум.
Примерно в часе езды от Холмдела находится Принстонский университет. Переехав туда после войны, Роберт Дикке стал там преподавать и возглавил группу, занимавшуюся исследованиями в области физики элементарных частиц, лазеров и космологии. Его лаборатория специализировалась на разработке сверхчувствительных приборов для проведения прецизионных тестов, чтобы проверить истинность выкладок общей теории относительности Эйнштейна применительно к космологии. В то время в космологии соперничали две группы теоретиков, каждая из которых по-своему интерпретировала поразительное открытие Эдвина Хаббла2 о расширении Вселенной, сделанное им несколькими десятилетиями ранее. Одна группа придерживалась теории стационарной Вселенной, согласно которой расширение Вселенной происходило всегда и уравновешивалось постоянным возникновением новой материи между разлетающимися галактиками. Их соперники, включая Дикке, воспринимали расширение как таковое, и, проследив его ход во времени в обратном направлении, предположили, что Вселенная, должно быть, возникла из крошечной точки в результате гигантского взрыва 14 миллиардов лет назад.
Проблема заключалась в том, что, несмотря на противоречия, обе группы теоретиков сходились в своих прогнозах. Как бы то ни было, Дикке ясно представлял себе гигантский взрыв как выстрел космической пушки, в результате которого должно было образоваться однородное облако микроволнового излучения с низкой энергией. Он решил, что для обнаружения такого облака космической энергии можно использовать радары, разработкой которых он занимался в MIT. Однако он понимал, что микроволновое излучение будет очень слабым, гораздо слабее радиосигналов, с которыми ему приходилось иметь дело. А значит, для решения новых задач требовался более высокочувствительный микроволновый приемник нового поколения, к разработке которого Дикке и его группа немедленно приступили.
В течение нескольких последующих лет группа регулярно отчитывалась о своих успехах на конференциях. На одной из них побывал коллега Пензиаса и Вильсона и поделился с ними новостями о работе принстонской группы. Что, если стабильный микроволновый шум в рупорной антенне, который они воспринимали как помеху, мог оказаться тем самым сигналом, который пытался обнаружить Дикке? Пензиас решил позвонить Дикке. Он связался с ним в тот самый момент, когда в офисе Дикке шло техническое совещание. Коллеги вспоминают, как Дикке взял трубку и стал внимательно слушать, время от времени повторяя слова «рупорная антенна», «избыточный шум» и кивая головой. Наконец, положив трубку, он повернулся к группе и произнес: «Ну что, ребята, нас обскакали». Дикке понял: то, что обнаружили Пензиас и Вильсон, имело отношение к Большому взрыву.
На следующий день Дикке и его группа отправились в Bell Laboratories, чтобы посмотреть на рупорную антенну и поближе познакомиться с данными исследований. Они вернулись, убежденные в том, что Пензиасу и Вильсону действительно удалось обнаружить микроволновый след Большого взрыва. Самое сильное впечатление на них произвела однородность космического микроволнового фонового излучения, или реликтового излучения, как его стали называть впоследствии. Насколько они могли судить, это сверхвысокочастотное излучение обладало одинаковой интенсивностью на любом участке неба. За свое открытие Пензиас и Вильсон в 1978 году были удостоены Нобелевской премии. Спустя лет десять Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) запустило спутниковую космическую обсерваторию СОВЕ (Cosmic Background Explorer) для проведения более точных измерений, в результате которых были обнаружены небольшие вариации интенсивности реликтового излучения в диапазоне всего 1/100000 от среднего значения. Это намного меньше, чем вариации белого цвета, которые можно увидеть на самом чистом и белом листе бумаги. Измерения космической обсерватории «Планк», астрономического спутника, запущенного Европейским космическим агентством (ESA) спустя еще десять лет, в 1998 году, подтвердили малые вариации интенсивности и необычайную однородность реликтового излучения.
Рис. 2. Космическое микроволновое фоновое излучение, или реликтовое излучение
Реликтовое излучение — это своего рода снимок, который дает представление о нашей Вселенной, когда ее размеры были меньше размеров Млечного Пути. Видимая однородность излучения свидетельствует о том, что в тот момент, когда произошел первый взрыв и последующая яркая вспышка, наша Вселенная находилась в сингулярном состоянии и была устроена очень просто. По правде говоря, реликтовое излучение остается самым простым элементом нашего знания на сегодняшний день, проще, чем атом. Оно может быть описано одним-единственным числом 0,00001, которое характеризует степень вариации его интенсивности. Как остроумно заметил во время своей открытой лекции Нил Турок, почетный директор Института теоретической физики «Периметр» (PITP), Онтарио, Канада, реликтовое излучение говорит нам о том, что «Вселенная оказалась ошеломляюще проста [до такой степени], что мы не знаем, как природе удалось это осуществить»3.
Вселенная помнит, как просто все начиналось, и поэтому сейчас, 14 миллиардов лет спустя после того, как произошел Большой взрыв, в ее основе по-прежнему лежит простота. Эта книга о том, как обнаружить эту основу и рассмотреть простейшие элементы, из которых она состоит, с помощью методологического принципа, известного как бритва Оккама, названного так в честь монаха-францисканца Уильяма из Оккама, который жил за семь веков до Пензиаса и Вильсона.
Я впервые задумался о простоте во время семинара по биологии, который проходил в Университете Суррея в Великобритании, где я работаю, приблизительно в то самое время, когда Европейское космическое агентство приступило к измерениям реликтового фона с помощью астрономического спутника «Планк». Мой друг и коллега Ханс Вестерхофф4 выступал на этом семинаре с докладом под провокационным названием «Бритве Оккама не место в биологии». Суть аргументации Ханса сводилась к тому, что жизнь настолько сложна и даже «нечленимо сложна»5 (если точно цитировать Ханса), что бритве Оккама вряд ли можно найти применение. В то время, более 20 лет назад, я ничего не знал об Оккаме, впрочем, как и о его бритве; однако я вспомнил, что каждый день по дороге на работу проезжал мимо дорожного указателя с названием «Оккам». Этого совпадения было достаточно, чтобы заинтересовать меня и вдохновить на поиски: в тот же вечер я начал искать в интернете все, что могло бы хоть как-то спасти репутацию нехитрого инструмента, появившегося в наших местах.
В процессе поисков я обнаружил, что принцип бритвы был действительно назван в честь Уильяма из Оккама, маленькой деревушки в графстве Суррей, в которой он родился в конце XIII века. Вступив в братство монахов-францисканцев, он изучал богословие в Оксфорде, где впервые обнаружилась его склонность находить простейшие решения. Идея упрощения была не нова, однако Оккам заслужил скандальную репутацию тем, что беспощадно применял этот принцип в трактовке большей части философских доктрин Средневековья. Спустя три века после его смерти французский богослов Либер Фруамон ввел в обращение термин «бритва Оккама», в котором нашел отражение принцип простоты — убирать, а точнее, «сбривать» излишнюю сложность6.
Сейчас принцип бритвы более известен в следующей формулировке: «Не следует множить сущности без необходимости». Под «сущностями» понимаются составляющие гипотезы, объяснения или модели любой конкретной системы. Таким образом, если вы неожиданно обнаружили микроволны в рупорной антенне, то сначала попробуйте найти объяснение этому явлению, оперируя тем, что вам известно, например радиолокационным оборудованием или голубями, не стремясь открыть что-то новое, вроде Большого взрыва. Насколько нам известно, сам Уильям никогда не использовал приведенную выше формулировку, а выражал свою склонность к экономии следующим образом: «Множественность не следует полагать без необходимости»7 и «Не существует основания для того, чтобы объяснять с помощью многих допущений то, что может быть объяснено с помощью меньшего числа допущений»8.
Весь вечер следующего дня после доклада Ханса я открывал для себя все новые подробности истории Уильяма, и чем больше я узнавал, тем больше она завораживала меня. Когда его идеи, в том числе и те, что опровергали тогдашние доказательства существования Бога, стали просачиваться за пределы Оксфорда, против него было выдвинуто обвинение в ереси. Оккама вызвали в Авиньон, где он должен был предстать перед папским судом. Но случилось так, что в Авиньоне он оказался втянут в еще более опасный конфликт между папой и орденом францисканцев, в ходе которого Уильям обвинил папу в ереси и был вынужден бежать из Авиньона, спасаясь от отряда папских солдат.
От такого увлекательного чтения было трудно оторваться, однако я чувствовал, что у меня уже было достаточно аргументов в защиту нашего местного героя. На следующий день в своем выступлении на семинаре я указал на то, что принцип бритвы в его самой известной формулировке утверждает лишь то, что «не следует множить сущности без необходимости». Само условие «без необходимости» подразумевает широкое толкование. Если более простые предположения не годятся для объяснения какого-либо явления, то принцип бритвы Оккама дает нам полное право придумывать сколько угодно самых невероятных гипотез, например, чтобы объяснить результаты своих исследований, мы можем допустить, что Вселенная возникла 14 миллиардов лет назад из бесконечно малой точки небытия. Как заметил Шерлок Холмс, «если вы исключите невозможное, то, что останется, и будет правдой, сколь бы невероятным оно ни казалось»9,10. Так, в ответ на аргумент Ханса, утверждавшего, что бритва — слишком грубый инструмент для деликатных материй биологии, я выдвинул собственный аргумент, который гласил: условие «без необходимости» позволяет нам придумывать столько предположений, сколько нужно, пока мы не сочтем необходимым остановиться.
Наш спор с Хансом продолжается до сих пор, однако вместе с ним продолжается и моя увлеченность Уильямом Оккамом, его работой и той ролью, которую сыграл выдвинутый им принцип в науке. Мои поиски привели меня от монашеских обителей Оксфорда и дворцов Авиньона к первым проблескам современной науки в средневековом мире. Неотступно следуя за его идеей, я видел, как она была подхвачена гигантами современной науки от Коперника до Кеплера, Ньютона, Эйнштейна, Дарвина, каждый из которых отдавал предпочтение простым решениям. Странствуя по следам Уильяма из Оккама, я все больше убеждался в том, что простота в науке — это не столько средства и методы познания, использующиеся наравне с экспериментом, сколько ключевое понятие, такое же, как числа в математике или ноты в музыке. По большому счету я глубоко убежден в том, что простота — это то, что выделяет науку из бесконечного множества других способов познания мира. В 1930 году Альберт Эйнштейн сказал: «[Важнейшая цель науки] — из наименьшего числа гипотез или аксиом логически получить дедуктивным путем максимум реальных результатов»11,12. Бритва Оккама помогает нам найти «наименьшее число гипотез или аксиом».
У бритвы Оккама большое будущее. Физика медленно движется вперед в поисках более простых теорий, биологи не оставляют попыток извлечь простые теории из все ускоряющегося потока информации, который обрушивают на них новейшие направления науки, такие как геномика и прочие «-омики». Принцип бритвы Оккама по-прежнему вызывает немало споров, как и во времена его создателя. Специалисты по статистике постоянно подвергают сомнению его ценность и значимость. Группа французских ученых недавно опубликовала статью, в которой утверждается, что на моделях, упрощенных по принципу бритвы Оккама, легче получить представление о распространении пандемии COVID-19, чем основываясь на громоздких моделях, которым привыкло доверять большинство эпидемиологов. В новейших научных исследованиях простота продолжает предлагать нам самое глубокое, загадочное, а иногда и способное вызвать тревогу видение проблемы.
Поразительно, но со временем становится ясно, что бритва Оккама ценна не только для науки. Уильям Шекспир утверждал, что «краткость есть душа ума»13, и современный мир взял этот принцип на вооружение. От минималистической музыки Джона Кейджа до четких архитектурных линий Ле Корбюзье, скупой прозы Сэмюэла Беккета и лаконичной формы современного айпада — вся нынешняя культура исповедует стремление к простоте. Принцип бритвы Оккама находит отражение в словах архитектора Миса ван дер Роэ: «Меньше значит больше», в слогане ученого-программиста Бьерна Страуструпа: «Делай простые задачи простыми» или в замечании писателя и летчика Антуана де Сент-Экзюпери: «Совершенство достигается не тогда, когда уже нечего прибавить, но когда уже ничего нельзя отнять»14. В инженерном деле этот принцип чаще обозначают аббревиатурой KISS (англ. Keep it simple, stupid), что значит «Делай проще, тупица». Этот принцип проектирования, принятый в 1960-х годах ВМС США, сегодня стал фундаментальным принципом в звукотехнике, согласно которому запрещается использование средств более сложных, чем это необходимо. Современный мир зиждется на принципе бритвы Оккама.
Я также хочу прояснить, чего вы не найдете в этой книге. Я не задавался целью представить читателю исчерпывающую историю науки. Я преследовал иную цель — убедить читателя в недооцененности принципа бритвы Оккама — и поэтому ограничился лишь некоторыми ключевыми идеями и изобретениями, которые служат примером и доказательством его применения. Следуя этой логике, я не включил в книгу многочисленные достижения других великих ученых. Заинтересованным читателям, которые пожелают восполнить недостающую информацию, я рекомендую несколько прекрасных книг15.
Более того, и, пожалуй, это самое главное, эта книга не столько рассказывает об истории науки, сколько исследует крупнейшие идеи в науке и за ее пределами, которые возникли благодаря бритве Оккама. Повествование начинается с мира, где наука была, в сущности, направлением богословия. Сейчас это может показаться странным, однако на протяжении большей части истории человечества в мире господствовал именно такой взгляд на науку. Уильям из Оккама и его принцип помогли науке освободиться от оков богословия, и это событие, как мне кажется, стало решающим для дальнейшего развития человечества. Однако даже сегодня наука не освободилась от прежнего культурологического контекста, и это отчетливее всего проявляется, когда мы рассматриваем ее в историческом аспекте. Итак, книга «Жизнь проста»охватывает практически целый мир, в котором действует принцип бритвы Оккама.
И наконец, наука как система знаний о мире едина, однако у нее много отраслей, которые уходят корнями в Древнюю Месопотамию, где первые астрономы составили карту движения звезд, и в Древнюю Индию, где была изобретена цифровая система, которая сейчас называется арабской. Ее корни можно проследить в Древнем Китае, где зародились многие технологии, такие как ксилография, и на берегах Эгейского моря, где древние греки впервые попытались объяснить устройство Вселенной с помощью математики. А затем мы возвращаемся на Ближний Восток и в Северную Африку, где мусульманским ученым удалось сохранить и развить научные знания греков, найдя для них новые области применения в оптике и химии. Миллионы людей несчетное количество раз в сотнях мест по всему свету вносили свой вклад в систему знаний о мире, которую мы сегодня называем современной наукой. К сожалению, должен отметить, что большинство ученых, достижения которых я привожу как пример действия принципа бритвы Оккама, — белые мужчины высшего сословия родом из стран Запада. Вне всякого сомнения, свой вклад в современную науку внесли представители и других рас и другого пола, однако в силу предрассудков, отсутствия возможностей и социальных барьеров их роль осталась незамеченной. В последних главах книги я сделал попытку восполнить пробел и показал, как наука, по моему глубокому убеждению, всегда была, есть и будет примером деятельности, более всего объединяющей человечество.
Наши странствия начинаются с одного морского путешествия.
1Wilkinson D. T., Peebles P. In: Particle Physics and the Universe. World Scientific, 2001. 136–141.
2Хаббл Эдвин Пауэлл (1889–1953) — крупнейший американский астроном и космолог XX века, который в результате анализа скоростей ближайших галактик установил зависимость между красным смещением галактик (связанным со скоростью их удаления) и расстоянием до них. Этот один из важнейших космологических законов вошел в астрономию как «закон Хаббла». — Примеч. перев.
3Turok N. The Astonishing Simplicity of Everything (открытая лекция в Институте теоретической физики «Периметр», Онтарио, Канада, 7 октября 2015 г.) www.youtube.com
4ВестерхоффХанс Виктор — нидерландский биолог и биохимик, профессор синтетической биологии в Амстердамском университете и профессор Манчестерского университета. — Примеч. перев.
5Нечленимаясложность — псевдонаучное понятие, введенное Майклом Бихи и используемое сторонниками концепции «разумного замысла», согласно которой некоторые биологические системы слишком сложны, чтобы эволюционировать от более простых посредством естественного отбора. — Примеч. перев.
6Sober E. Ockham’s Razors. Cambridge University Press, 2015.
7 Цит. по: Оккам У. Избранное / Пер. с лат. А.В. Апполонова и М.А. Гарнцева, под общ. ред. А.В. Апполонова. М.: Едиториал УРСС, 2002. С. 146.
8 Там же. С. xiv.
9 Цит. в переводе К. В. Душенко.
10Doyle A. C. The Sign of Four. Broadview Press, 2010.
11 Здесь и далее цит. по: Эйнштейн А. Проблема пространства, эфира и поля в физике // Собрание научных трудов: В 4 т. М.: Наука, 1966. Т. 2. Работы по теории относительности 1921–1955. С. 279.
12Barnett L. and Einstein A. The Universe and Dr Einstein. Courier Corporation, 2005.
13 Цит. в переводе Б. Пастернака.
14 Цит. в переводе Н. Галь.
15Wootton D. The Invention of Science: A New History of the Scientific Revolution Penguin, 2015. (Вуттон Д. Изобретение науки. Новая история научной революции / Пер. с англ. Ю. Гольдберга. М.: КоЛибри, 2018); Gribbin J. Science: A History. Penguin, 2003; Ignotofsky R. Women in Science: 50 Fearless Pioneers Who Changed the World. Ten Speed Press, 2016. (Игнотофски Р. Женщины в науке: 50 женщин, изменивших мир / Пер. с англ. С. Бавина. М.: Эксмо, 2020); Kuhn T. S. The Structure of Scientific Revolutions. University of Chicago Press, 2012. (Кун Т. Структура научных революций / Пер. с англ. И.З. Налетова. М.: АСТ, 2015.)
Часть I
ОТКРЫТИЕ
1Об ученых и еретиках
Я обнаружил массу вещей, которые были еретическими, ошибочными, глупыми, нелепыми, невероятными, безрассудными и клеветническими, противоречащими и поэтому враждебными ортодоксальной вере, доброй морали, здравому смыслу, проверенному опытом знанию и братскому милосердию. Я решил, что некоторые из них стоит привести здесь.
Уильям из Оккама. Послание братьям-миноритам (1334)16
Побег
Ночью 26 мая 1328 года трое монахов с тонзурами и в серых рясах францисканского братства тайно покинули Авиньон, где находилась папская резиденция, и направились на юг, в сторону портового городка Эг-Морт, расположенного примерно в 60 милях к северо-западу от Марселя; через этот город на реке проходили пути крестоносцев. Одним из беглецов был Михаил Чезенский (Микеле да Чезена), генеральный министр ордена францисканцев и хранитель печати. Второй — Бонаграция Бергамский — адвокат ордена. Оба монаха были хорошо известны светским и духовным властям, поскольку часто появлялись при европейских дворах, представляя свой орден. Третий беглец, худощавого телосложения, лет сорока, был английский ученый-богослов Уильям из Оккама (или, как его чаще называют, Уильям Оккам). Хотя он был более чем на десять лет моложе своих собратьев, он уже прославился крамольными идеями, которые навлекли на него обвинения в ереси. Все трое бежали от папского суда, перед которым им пришлось бы предстать за то, что они объявили папу еретиком. Если бы их схватили, им грозило бы отлучение от церкви, заточение и даже медленная мучительная смерть на костре.
Группа беглецов отправилась в странствие под охраной «хорошо вооруженных слуг»17. В Эг-Морте их встретил «Джованни Джентиле, гражданин Савоны, капитан галеры»18, стоявшей на якоре в бухте. Суда такого типа, длинные и низкобортные, по форме напоминающие венецианскую гондолу, но большего размера и оснащенные парусами и рядами весел, могли ходить в мелководных морях и реках и поэтому широко использовались для перевозки товаров между торговыми портами Северного Средиземноморья. Монахам не терпелось подняться на борт и поскорее отчалить, однако им помешала непогода и встречные течения.
Тем временем в Авиньоне их побег обнаружили, и за ними отправили папских солдат. Глубокой ночью отряд под предводительством лорда Аррабли «в сопровождении большого количества приспешников папы и короля» прибыл на место, где галера с монахами-францисканцами на борту все еще стояла на якоре. Аррабли потребовал, чтобы капитан Джентиле выдал беглецов. Поначалу капитан выказал готовность подчиниться и пригласил лорда подняться на борт судна. Формально для монахов это означало арест, а капитану грозило «суровое наказание в случае неподчинения». Капитан пообещал выдать беглецов, но когда лорд Аррабли покинул судно, то, воспользовавшись темнотой, Джентиле «поднял паруса и тайно отплыл от берега».
Видя, как разъяренные солдаты исчезают в темноте, испуганные францисканцы слегка приободрились. Но их радость была недолгой. Когда они прошли «добрых тридцать лье вниз по реке» (в то время порт находился на реке на расстоянии многих миль от моря), «Божественное провидение послало им встречный ветер», который отнес судно назад, вверх по течению, и капитану вновь пришлось искать место у берега, где их легко мог настичь папский отряд. Переговоры о выдаче францисканцев возобновились, и в течение нескольких дней они пребывали на борту «в чрезвычайном страхе». Однако, как оказалось, хитрый капитан пытался выиграть время, и когда погода изменилась, он снова повел судно вниз по реке, и на этот раз ему удалось выйти в открытое море, где их ожидал «большой военный корабль из Савоны, капитан которого, некто Ли Пелез, поддерживал короля Людовика Баварского, ставшего недавно императором Священной Римской империи. Капитан Джентиле договорился, чтобы беглецов взяли на борт, и в пятницу 3 июня корабль с францисканскими монахами был уже вне досягаемости разгневанного папы. Уильям прожил долгую жизнь, однако, насколько нам известно, больше никогда не возвращался ни во Францию, ни на свою родину, в Англию.
На этом документ о побеге францисканцев из Эг-Морта прерывается. Тем не менее сохранилось описание путешествия, предпринятого примерно в то же время; оно поможет нам получить представление о странствии беглых францисканцев. Речь идет о плавании Жана де Жуанвиля, сопровождавшего короля Людовика IX в Седьмом крестовом походе в 1248 году и описавшего свое отплытие из Эг-Морта:
В этот же день с левого борта судна были спущены сходни, и всех лошадей, что будут нам необходимы за морем, завели в трюм. Как только они оказались внутри, сходни были подняты и тщательно закреплены, как и бочки перед тем, как залить в них пресную воду, потому что, когда судно выходит в открытое море, эти люки полностью находятся под водой.
Когда с этим было покончено, наш капитан обратился к своей команде, которая собралась на носу. «Готовы?» — вскричал он. «Да, да, сир! — ответили они. — Пропустите священников и клириков вперед». Когда они вышли, наш капитан сказал им: «Во имя Бога, начинайте петь!» Все они в унисон затянули Veni Creator Spiritus (Приди, Дух Святой), в завершение которого капитан приказал команде: «Ставить паруса, и да пребудет с нами Бог!» Что и было тут же сделано.
Прошло не так много времени, как свежий ветер наполнил наши паруса и погнал нас прочь от земли. Мы ничего не видели вокруг себя, кроме моря и неба, и каждый день ветер уносил нас все дальше и дальше от земли, где мы родились. Я рассказываю вам все эти подробности, чтобы вы могли оценить смелость людей, которые пустились в такое опасное предприятие. Ибо путешественники, отходя ко сну, обсуждали, не придется ли им к следующему утру лежать на дне морском?19,20
Итак, чем же были так опасны идеи Уильяма, что заставили папу приложить столько усилий для его поимки? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется внимательнее рассмотреть архаическую картину мира, существовавшую в Средневековье.
Уильям родился приблизительно в 1288 году в Оккаме, деревушке в графстве Суррей примерно в сутках езды к юго-западу от Лондона. О деревушке не сохранилось никаких документальных свидетельств современников, за исключением записи в «Книге Страшного суда»21, составленной в 1086 году, спустя двадцать лет после Нормандского завоевания Англии и за двести лет до рождения Уильяма. Может показаться, что это слишком большой отрезок времени, однако после событий, связанных с завоеванием, изменения в средневековой Англии происходили гораздо медленнее, чем сейчас, и, насколько мы можем судить, Оккам продолжал оставаться таким же малопримечательным селением или деревушкой, как и поселение, представленное в «Книге Страшного суда» под англосаксонским названием Букэм. Там имелось пастбище на 26 коров, лесной массив, который давал желуди, служившие кормом примерно для 40 свиней, поля, обеспечивавшие жизнь 20 семей, и мельница. Пожалуй, самое любопытное в «Книге Страшного суда» — архаическое описание населения: «Тридцать два виллана и четыре бордария… три бондмена»22. Все три названия — категории феодально-зависимых крестьян, мало чем отличавшихся от рабов, которые трудились на благо своего хозяина бесплатно и которых можно было продать или купить вместе с поместьем. В «Книге Страшного суда» их имена не называются, упоминается только одно англосаксонское имя Гундрид, принадлежавшее фримену23. Все поместье оценивалось в 15 фунтов, что в восемь раз больше дохода простого рабочего за год.
Первый неоспоримый факт, который мы знаем об Уильяме, состоит в том, что его отдали на обучение в орден францисканцев, когда ему было около одиннадцати лет. Подобная практика была довольно распространена среди знатных семей, однако есть некоторые факты, оспаривающие его благородное происхождение. Во-первых, отсутствие каких-либо записей о его семье, из чего мы можем предположить, что его родители были из простого сословия. Во-вторых, ни в «Книге Страшного суда» 1086 года, ни в более поздних переписях нет упоминаний о знатных семьях в Оккаме. Поскольку в то время монастыри нередко брали на себя роль сиротских приютов, куда попадали нежеланные дети, которых оставляли на ступенях при входе, скорее всего, Уильям мог оказаться таким сиротой, незаконнорожденным или брошенным ребенком.
В то время в окрестностях Оккама, в частности в Гилфорде и Чертси, существовало несколько небольших общин францисканского ордена. Вполне возможно, что Уильям провел свои юные годы в одной из них. Попав туда мальчиком, ему пришлось выбрить тонзуру и облачиться в серую рясу с капюшоном, которую носили монахи-францисканцы24. Став облатом, то есть поступив в ученичество при общине, он должен был наравне со всеми подчиняться строгим правилам монашеской жизни. День начинался в шесть утра с совместной утренней молитвы, затем следовала служба и пение псалмов, после чего проводились учебные занятия. Начальное образование сводилось к тому, чтобы подготовить монаха к исполнению его главной обязанности: уметь читать молитвы и петь псалмы. Общепринятым методом обучения было заучивание и пение псалмов. На этом этапе от мальчиков не требовалось понимать латинские тексты. Как признается герой «Рассказа аббатисы» Чосера, «я помню текст псалма, но вот грамматику пока я знаю худо».
В ранние годы своего ученичества при общине Уильям познакомился с азами арифметики, а также читал Библию и жития святых. Книги в то время стоили очень дорого, поэтому обучение сводилось к тому, что ученики заучивали наизусть то, что они под диктовку учителя записывали с помощью стилусов на вощеных дощечках. На уроках царила строжайшая дисциплина в духе той, за которую ратовал святой Венигн Дижонский, он предписывал: «Если мальчик совершает какой-либо проступок… следует безотлагательно заставить его снять рясу с капюшоном и подвергнуть его наказанию — битью в одной рубашке»25. Уильям не только выжил в таких условиях, но и произвел должное впечатление на своих наставников, поэтому примерно в 1305 году, когда ему было около двадцати лет, его отправили учиться в ближайшую школу ордена францисканцев — «Грейфрайерс» (англ. Greyfriars, что значит «серые братья»), studium generale26в районе Ньюгейта в лондонском Сити, где он смог продолжить образование.
В то время Ньюгейт представлял собой район на юго-востоке старого Сити, в непосредственной близости от Ньюгейтских ворот, одних из семи ворот в крепостной стене, окружавшей город. Путешествие из Оккама или Гилфорда до новой школы заняло бы один день, если ехать на лошади, однако Уильям, по всей вероятности, шел из своей деревни пешком, потратив на дорогу несколько дней. Старейшая в Англии и самая большая община братства, в которой проживало более ста монахов, находилась неподалеку от оживленного Ньюгейтского мясного рынка. Можно представить, как пробирался туда новичок, прокладывая себе путь локтями по узким скользким зловонным и шумным улицам и закоулкам, названия которых, вроде Блэддер-стрит27 или Шэмблс28, говорят сами за себя; там сновали ловкие разносчики, взрослые и мальчишки таскали окровавленные туши коров, свиней и овец или ведра дымящейся крови для приготовления кровяной колбасы, которую можно было купить неподалеку на Пудинг-лейн. Должно быть, достигнув общины, за деревянными дверьми которой его ждало относительное уединение и тишина, наш новичок вздохнул с облегчением.
Школа «Грейфрайерс», имея статус studium generale, представляла собой нечто среднее между школой и университетом, где желающий постичь разные науки мог учиться три года для получения степени бакалавра и шесть лет для получения степени магистра, после чего, если ему удавалось проявить выдающиеся способности, он мог продолжить обучение и претендовать на степень доктора богословия. Именно здесь Уильям получил систематическое образование, пройдя сначала первый цикл под названием «тривиум» (лат. trivium), который включал свободные искусства29: грамматику, диалектику (логику) и риторику, а затем «квадривиум» (лат. quadrivium), в рамках которого изучалась музыка, а также предметы, которые сегодня входят в программу естественно-научного цикла: арифметику, геометрию и астрономию.
Однако знания, полученные Уильямом в то время, когда он сидел в лекционном зале с каменными стенами в окружении своих товарищей в серых монашеских одеяниях и с тонзурами, как у него, и слушал лекции преподавателей по логике, арифметике или астрономии, сильно отличались от знаний современного студента. Начнем с того, что основные учебные тексты были написаны несколько сотен лет и даже тысячелетий назад.
Густонаселенный космос до появления «бритвы»
Казалось мне — нас облаком накрыло
Прозрачным, гладким, крепким и густым,
Как адамант, что солнце поразило.И этот жемчуг, вечно нерушим,
Нас внутрь воспринял, как вода — луч света,
Не поступаясь веществом своим.
Коль я был телом, и тогда — хоть это
Постичь нельзя — объем вошел в объем,
Что должно быть, раз тело в тело вдето,То жажда в нас должна вспылать огнем
Увидеть Сущность, где непостижимо
Природа наша слита с божеством30.
Данте Алигьери. Божественная комедия.Рай. Песнь вторая
Прежде всего мне хотелось бы отметить, что в средневековом мире наука в ее современном понимании не существовала. Само слово происходит от латинского scientia, что значит «знание». Однако ученые Средневековья понимали под ним объективное или достоверное знание, например, о том, что луна — круглая, или квадрат гипотенузы прямоугольного треугольника равен сумме квадратов катетов. Субъективное знание, вроде ответов на вопрос, кто более великий поэт, Чосер или Данте, или что является бо́льшим грехом, воровство или супружеская измена, не подходили под эти критерии. Кроме того, в отличие от современной науки scientia включала в себя «богословские истины», которые считались непреложными, такие как, например, существование рая и ада.
Помня об этом, можно предположить, что первые научные знания (в современном понимании этого слова) Уильям получил из различных трудов греческих ученых, таких как Евклид (математика) и Аристотель (большая часть всех других знаний), живших в III и IV веках до н. э., а также римских ученых V и VI веков н. э., как, например, Боэций. Во времена ученичества Уильяма Аристотель был ключевой фигурой в науке, и юноша, конечно же, изучал его сочинения, переведенные на латынь: «Физику», а также ряд сочинений под общим названием «О животных» (De Animalibus)31, трактаты «О небе»,«О возникновении и уничтожении» и «Метеорологика», книгиI и IV. Наряду с другими сочинениями он мог познакомиться и с «Трактатом о сфере» (Tractatus de Sphaera),написаннымв 1230 году Иоанном де Сакробоско, в котором автор в доступной форме изложил знания об астрономии, почерпнутые из трудов Аристотеля и более поздних греческих философов, таких как Птолемей.Книга Сакробоско оказала большое влияние на средневековое искусство и литературу, включая величайшую поэму Средневековья — «Божественную комедию» Данте.
Данте писал «Божественную комедию» в период с 1308 по 1320 год, Уильям тогда учился x ндоне. Поэма Данте проникнута идеями, которые автор почерпнул из «Трактата о сфере», а также у других средневековых ученых, таких как Роджер Бэкон и Роберт Гроссетест32, с трудами которых Уильям также был знаком; впрочем, поэт, обладавший живым воображением, привнес в поэму немало собственных идей. Хотя поэма — плод поэтической фантазии, она дает представление о том, насколько тесно были переплетены наука и богословие в средневековой философии33, и поэтому именно отсюда наиболее уместно начать наше исследование роли бритвы Оккама в развитии науки.
В своей эпической поэме Данте проводит читателя по всем мирам средневековой Вселенной. Он пускается в странствие на Земле, откуда спускается в ад, а затем отправляется в чистилище34. В конце поэмы он поднимается в рай в сопровождении духа Беатриче, его возлюбленной юности. Беатриче берет его с собой в странствие по десяти обителям блаженных, где они попадают сначала на орбиты Солнца и Луны (см. цитату в начале этого раздела), а затем посещают Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. «Адамант, что солнце поразило» — это не что иное, как вращающаяся хрустальная или прозрачная сфера, на которой, как тогда считалось, должна была покоиться Луна («этот жемчуг, вечно нерушим»). На этой вращающейся сфере Луна проходила вокруг Земли, совершая месячный цикл. Подобно ей, Солнце и планеты также совершали круг, двигаясь по геоцентрическим орбитам на своих хрустальных сферах. И вот на самой нижней, лунной сфере Данте впервые встречается с фантастическими обитателями небес — он видит «лица» душ, приобщившихся небесной благодати.
Рис. 3. Картина мира в Средние века
Совершенно очевидно, что рай у Данте — поистине физическое пространство; однако что это — наука или богословие? И то и другое. Рай в изобилии населен ангелами и душами людей, однако вместе с тем в поэме поднимаются вопросы, которые мы бы сегодня назвали научными. Например, Данте и Беатриче вступают в длительную дискуссию о природе темных пятен на Луне. Эта тема была предметом горячего обсуждения в научном мире Античности и Средневековья: считалось, что, поскольку Луна принадлежит небесам и имеет божественную природу, на ней не может быть пятен. Некоторые ученые полагали, что темные пятна на Луне — следы человеческих грехов, однако Беатриче задумывается и о другой возможной причине — существовании на Луне областей прозрачности, которую она впоследствии опровергает. В средневековом знании о мироздании наука и богословие неразделимы.
Продолжая свое восхождение, Данте проходит через сферы пяти планет и, наконец, попадает в небесную сферу, которая ежедневно вращается вокруг Земли и на которой находятся неподвижные звезды. В то время велось немало споров о природе звезд, например, являются ли они зафиксированными на сфере телами или точечными отверстиями в небосводе, через которые струится божественный свет. За небесной сферой находится высшая небесная сфера, или перводвигатель (лат. primum mobile),предназначение которого, по словам Беатриче, состоит в том, чтобы приводить в движение внутренние сферы звезд и небесных тел. Выше всех небесных сфер — обитель Бога и святых.
Следует отметить, что в трактате Сакробоско по астрономии нет ни ангелов, ни каких-либо других явных теологических отсылок, поскольку он большей частью основан на трудах Аристотеля, носивших светский характер. Тем не менее большинство обращавшихся к трудам Аристотеля в эпоху Средневековья были учеными-богословами, которые всеми силами стремились интегрировать его знания по астрономии в христианские представления о рае, что явственно прослеживается в их сочинениях. Таким образом, поэма Данте дает нам представление о том, как описывалось небо в книгах, по которым учился Уильям, и каким его видели образованные люди того времени, когда смотрели на звезды. Не в пример современному человеку, который, глядя на ночное небо, представляет пространство, в котором твердые частицы и горячие газы разделяются громадными пустотами, человек Средневековья видел небесный свод, стены которого украшали Солнце, Луна и звезды. Если бы он мог вслед за Данте подняться на высоту небес и заглянуть за пределы небесной тверди, то предполагалось, что среди ангелов и святых он увидел бы лик самого Бога.
Таким образом, в средневековых представлениях о Вселенной причудливым образом переплелись греческая астрономия и христианское богословие. Теологическая составляющая берет начало в Танахе (еврейском Священном Писании), темы которого получили развитие в сочинениях христианских богословов. Чтобы найти научные истоки средневековых представлений, нам предстоит отправиться далеко на восток, прочь от Ньюгейта и совершить путешествие в прошлое — в Древнюю Месопотамию.
Небесные тела
Посмотрите на безоблачное ночное небо, и вы увидите на нем около двух тысяч звезд. А еще вы увидите Луну и насчитаете порядка пяти видимых планет. Заметить Луну легко. А вот какие именно звезды из этих двух с чем-то тысяч можно назвать планетами?
Жители Древнего Вавилона (1800–600 до н. э.) могли бы дать нам ответ на этот вопрос. В жаркие летние ночи в поисках прохлады они забирались на крыши своих жилищ, благодаря чему могли наблюдать движение небесных тел. С детства они учились узнавать созвездия, состоявшие примерно из двух тысяч неподвижных звезд, которые мерцали, вращаясь по идеальной траектории вокруг точки на ночном небе — Полярной звезды. Они также умели различить пять звезд, которые не мерцали и двигались не по кругу, а блуждали в границах широкого, усеянного созвездиями пояса на небесной сфере, который называется зодиак. Благодаря этому свойству они получили название блуждающих звезд, или по-гречески планет.
Наибольший интерес у астрономов Древнего мира вызывало движение планет. Как большинство людей того времени, они четко разграничивали одушевленные и неодушевленные объекты. Они полагали, что неодушевленным объектам свойственно находиться в состоянии покоя, а для того, чтобы привести их в движение, необходим толчок, в то время как одушевленные объекты наделены способностью двигаться самостоятельно благодаря некой сверхъестественной силе, способной одушевлять плоть. Поскольку хаотичное передвижение небесных тел происходило без участия видимого глазу движителя, древние вавилоняне, как и многие другие народы Древнего мира, считали, что движением небесных тел управляют такие же сверхъестественные силы или душа. Движением планеты, которую мы называем Меркурий, управлял бог Набу, который, катаясь по небу в своей колеснице, тянул планету за собой. Божества Иштар, Нергал, Мардук и Нинурта отвечали за движения планет, которые сегодня называются Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Луна и Солнце, по мнению вавилонян, приводились в движение колесницами бога Луны по имени Син и бога Солнца по имени Шамаш35. Так вавилоняне, а соответственно и мы получили семь дней недели, которые называются в честь пяти видимых планет, а также Солнца и Луны. Если бы вавилоняне попытались закрепить за богами все неподвижные звезды, они едва бы нашли нужное количество покровителей, поэтому они придумали более простое решение: поместили неподвижные звезды на внутренней поверхности полусферы, похожей на устричную ракушку (таким было их космологическое представление о Вселенной), которая совершала суточное вращение, двигаясь с востока на запад вокруг Полярной звезды.
По нынешним меркам, густонаселенный богами космос выглядит весьма причудливо, однако в те времена, когда люди еще не имели представления о гравитации, все, что происходило в небе, находилось в ответственности богов. Как нам еще предстоит узнать, наука занимается не столько поиском истины, сколько построением гипотез или моделей, помогающих делать полезные в практическом отношении прогнозы. Модель космоса, населенного богами, которую придумали вавилоняне, сослужила им хорошую службу, поскольку снабдила их календарем, по которому астрономы и астрологи могли предсказывать лучшее время, чтобы сеять или собирать урожай, заключать брак или объявлять войну.
Сферы
Вавилон был завоеван Персидской империей во главе с династией Ахеменидов в 539 году до н. э., однако знания об астрономии уцелели и через Эгейское море достигли Греции, где их подхватили греческие астрономы. Именно тогда в небесном пантеоне появились имена греческих богов, таких как Афродита или Арес, которые вскоре вытеснили вавилонских богов. Однако греки, склонные к более философскому мировоззрению, например Анаксимен (585–528 до н. э.) из Милета (город в Греции на Анатолийском побережье), и вовсе упразднили богов, заменив божественную движущую силу представлением о том, что небесные сферы, имеющие гомоцентрическое расположение в пространстве, вращаясь сами, заставляют Солнце, Луну, другие планеты и звезды вращаться вокруг Земли и двигаться по небу. Пытаясь объяснить невидимость сфер, Анаксимен использует подход, который порядком запутал ученых того времени: в попытке залатать логическую брешь, он вводит новое понятие абстрактной первоначальной сущности. Он выдвинул предположение, что все небесные сферы состоят из прозрачной, как хрусталь, невидимой субстанции — воздуха (эфира), так называемого пятого элемента, или квинтэссенции.
Совершенно естественно, что никаких доказательств существования сфер или эфира не было, однако с их помощью можно было рационально объяснить движения небесных тел, оперируя всего двумя элементами, заменившими целый пантеон богов. Приняв на веру их существование, мистики, философы, астрологи и астрономы вдохновились идеями Анаксимена и на протяжении столетий продолжали поиски новых сущностей. Пифагор (ок. 570–495 до н. э), уроженец острова Самос, утверждал, что вращение сфер рождает небесную музыку, доступную лишь утонченному слуху. Жившие на тысячелетие позже Анаксимена алхимики заявляли, что им удалось получить сверхчистую квинтэссенцию на основе особых эликсиров, а композиторы, жившие двумя тысячелетиями позже Пифагора, продолжали сочинять музыку небесных сфер. Порой идеи оказываются несостоятельными, но при этом на удивление живучими.
Рис. 4. Положение Марса на фоне звездного неба, которое фиксировалось в течение нескольких ночей подряд
Однако хотя идея прозрачных сфер могла дать представление о движении Солнца, Луны и неподвижных звезд, совершавших суточное вращение по одной и той же траектории, она не подходила для объяснения движения блуждающих планет. Проблема заключалась в том, что они не только двигались не по окружности, но и в том, что, перемещаясь с востока на запад вместе с неподвижными звездами, они нередко меняли направление и начинали двигаться с запада на восток — то, что мы сейчас называем попятным (ретроградным) движением. Древним вавилонянам с легкостью удавалось объяснить это причудами капризных богов, но как быть, если мы имеем дело с телами, которые находятся на поверхности вращающейся сферы? Что заставляет их двигаться хаотично?
Величайший из философов Античности полагал, что может ответить на этот вопрос. Платон родился примерно в 428 году до н. э. в богатой афинской семье. Он стал учеником Сократа, а после того, как его учитель был казнен, основал первую в мире школу философии, знаменитую Афинскую академию. Там он читал лекции и написал множество трудов по философии, искусству, политике, этике и науке, главным образом по математике и астрономии Пифагора. Идея Платона, оказавшая наибольшее влияние и задавшая вектор развития западноевропейской культуры, — это его понятие эйдоса, или идеи-формы,и связанное с ним направление философского реализма.
Философский реализм Платона охватывает все аспекты познания, однако нагляднее всего его можно объяснить на примере анализа природы математических объектов и геометрических фигур, таких как круг. «Что такое круг?» — спрашивает Платон. В ответ можно указать на круг, вырезанный на камне или нарисованный на песке. На это Платон непременно заметит, что ни один из них при ближайшем рассмотрении не является идеальным. Тут и там можно обнаружить искажения линий и другие изъяны, а еще они подвержены изменениям и разрушению со временем. Таким образом, как можно говорить о кругах, если они в действительности не существуют?
Подобное рассуждение касается не только геометрических фигур. Оно применимо к любым категориям предметов или понятий, как, например, скалы, песок, кошки, рыбы, любовь, справедливость, закон, знать и так далее. Отдельно взятые примеры или случаи отличаются друг от друга, и ни один из них не соответствует идеальному образу кошки, скалы или знатного человека, и тем не менее мы без особого труда понимаем, о чем именно идет речь. В таком случае, с чем же мы сопоставляем их, когда идентифицируем их как круг, скалу, рыбу или кошку?
Неожиданный ответ Платона заключается в том, что все видимое вокруг нас есть блеклое отражение более глубокой реальности форм, или универсалий мира, в котором идеальные кошки гоняются за идеальными мышами, бегая по идеальной окружности вокруг идеальной скалы, с вершины которой за ними наблюдают идеальные представители знати. Платон считал, что формы, или универсалии, и есть реальность, которая существует в невидимом для нас, но идеальном мире за пределами наших чувств. Система взглядов Платона называется «философский реализм». Платон и его последователи считали, что формы и универсалии не просто реальны, а являются истинной сущностью, которая дала начало нашему чувственному восприятию36.
Модель Платона нашла графическое отображение в его символе пещеры, знаменитой аллегории, которую философ использует для иллюстрации относительности восприятия и для сравнения человеческого опыта познания с тем, что видят люди на стенах пещеры, освещенных пламенем костра. То, что реально существует (подобно формам), находится между ними и костром, однако они видят лишь свои тени на стене пещеры. Они убеждены в том, что доступные их взору тени и есть реальный мир, но они и понятия не имеют о другой, более яркой реальности, которую они бы могли увидеть, если бы обернулись. По мнению Платона, реальный мир форм недоступен нашим чувствам, и только разум в состоянии его постичь. Он также считает, что философу «нужно отвратиться всей душой ото всего становящегося [видимого мира из нашего опыта]: тогда способность человека к познанию сможет выдержать созерцание бытия и того, что в нем всего ярче, а это, как мы утверждаем, и есть благо»37,38.
Никто не может с точностью сказать, где именно Платон разместил свое царство совершенных форм, однако в его сочинении «Федр» они находятся в «занебесной области». Поскольку планеты находятся там же, они совершенны во всем, то есть движутся по траектории, представляющей собой идеальную окружность, с равномерной скоростью. Тот факт, что это предположение противоречит нашим ощущениям, Платон объясняет тем, что человек смотрит на мир с проигрышной позиции, запертый в земной пещере своего восприятия. Он призывает своих последователей игнорировать чувства, неверно трактующие происходящее, и довериться разуму, чтобы, допуская, «что небесные тела движутся постоянным равномерным круговым движением», выяснить, «какие надо предположить круговые и совершенно правильные движения, чтобы иметь возможность спасти [объяснить] планетные явления»39,40. Таким образом, квест под названием «восстановление репутации планет» стал главной задачей для астрономов более чем на две тысячи лет.
Первым, кто принял вызов по восстановлению репутации планет, был ученик Платона Евдокс Книдский (ок. 408 – ок. 355 до н. э.), который добавил дополнительные сферы к уже существующей — эта модель станет хорошо известной. Представьте, что вы стоите в пещере Платона, которая находится в центре упрощенной модели Евдокса, состоящей всего лишь из одной сферы, которая представлена на рис. 5 как участок прозрачной сферы в виде обода (однако при этом следует помнить, что Евдокс представлял цельную сферу). Где-то на внутренней стороне окружности этого обода размещается источник яркого света, который мы будем называть «планетой». Теперь представим, что мы смотрим только на этот свет по мере того, как обод вращается. В этом случае мы совершенно точно увидим, что планета совершает равномерное круговое движение. Представим далее, что с внутренней стороны обода мы поместили прозрачную сферу таким образом, что обод и сфера имеют один центр (гомоцентричны). Теперь обод будет приводиться в действие колесиками, или роликами, и скользить по неподвижной направляющей на поверхности прозрачной сферы. Если смотреть с той позиции, на которой мы находимся, то есть из центра обода и сферы, то будет казаться, что планета движется по окружности. А теперь допустим, что одновременно с тем, как вращается обод, вращается и внутренняя сфера, но вокруг другой оси. Планета по-прежнему вращается по окружности, если смотреть с позиции планеты, однако, если смотреть с нашей позиции «внутри пещеры», мы увидим, что она движется по более сложной траектории, которая является результатом наложения двух круговых движений. Это дает нам представление о движении планет в небе.
Кинематическая модель Евдокса, в которой видимые движения Солнца, Луны и планет получались как результат комбинации равномерных круговых движений, доказала свою эффективность, однако в ней было задействовано 27 взаимосвязанных сфер, вращающихся вокруг Земли. Ученик Платона Аристотель, проявлявший интерес к механике, добавил еще несколько сфер, создав нечто наподобие современного шарикоподшипникового механизма, благодаря которому движение одной сферы не передавалось на соседнюю сферу. Таким образом, количество небесных сфер возросло до 56. Однако проблема оставалась нерешенной. Сколько бы ни увеличивали количество твердых вращающихся сфер, это все равно не могло объяснить еще одной особенности движения планет — нарастания и убывания их яркости. Объяснить постоянные изменения яркости можно лишь тем, что планеты находятся то ближе (яркость усиливается), то дальше (яркость ослабевает) от Земли. Как им удается совершать такие маневры, находясь на поверхности твердой сферы?
Рис. 5. Движение планет в модели Евдокса
Решение было придумано последним величайшим астрономом Античности Клавдием Птолемеем (более известным как Птолемей, ок. 100 – ок. 170), который жил в римском Египте в городе Александрия, знаменитом своей величайшей библиотекой. Он начал с того, что воспользовался идеей греческого астронома Аполлония Пергского41, жившего в III веке до н. э. Представим, что воображаемая планета на рис. 5 не закреплена на внешнем ободе, а подвешена, словно кабина на колесе обозрения, на маленьком вращающемся колесике, ступица которого крепится к внешнему ободу. Сфера и колесико вращают планету так же, как и раньше, однако теперь вращение «колеса обозрения» создает эпицикл42, благодаря которому планета то приближается, то удаляется относительно наблюдателя. С помощью этой теории удалось объяснить нарастание и убывание яркости планет, однако оставалось неясным, как движущаяся по эпициклу планета проходит сквозь твердую прозрачную сферу? Птолемей не попытался найти этому объяснение.
Даже при всей сложности модели Птолемея движение планет не вполне ей соответствовало. Для решения этой проблемы Птолемей ввел два дополнительных усложнения: во-первых, он переместил Землю (пещера Платона на рис. 5) из точки, являющейся центром вращения сферы, в точку, смещенную от центра, которая получила название «эксцентр». Во-вторых, он отказался от платоновского принципа движения планет с постоянной скоростью, допустив, что движение планеты выглядит равномерным, когда оно происходит из воображаемой точки в пространстве, называемой «эквант».
Геометрическая модель Вселенной в ее окончательном виде была представлена в сочинении Птолемея «Альмагест», написанном приблизительно в 150 году. Этот классический труд невероятно сложен, поскольку модель насчитывает около 80 окружностей, эпициклов, эксцентров и эквантов. При этом никак не объяснялось движение планет с точки зрения физики. Планеты, непонятным образом закрепленные на небесных «колесах обозрения», свободно вращались, проходя предположительно через твердые прозрачные сферы. Кроме того, это была геоцентрическая модель, согласно которой в центре мироздания покоилась Земля, а не Солнце. И тем не менее астрономические прогнозы, сделанные на основе модели Птолемея, были достаточно точны и позволяли объяснять многие наблюдаемые движения небесных тел, а также предсказывать даты таких астрономических явлений, как, например, затмения. В результате «Альмагест» на протяжении более тысячи лет считался последним словом в астрономии. Эту науку широко изучали в арабском мире, и именно в арабских переводах «Альмагеста», использованных Иоанном де Сакробоско в «Трактате о сфере», астрономические исследования могли дойти до Уильяма Оккама, когда тот учился в Оксфорде.
Почему модель, содержавшая столько ошибок, позволяла получать столько правильных результатов? Это содержательный вопрос, который бросает вызов распространенному мнению о том, что главная задача науки — заглянуть за пределы нашего восприятия и возможностей разума и увидеть мир таким, какой он есть на самом деле. Если научные модели, в основе которых так много ошибочных гипотез, как в модели Птолемея, тем не менее могут давать точные прогнозы, как можно судить о правильности или неправильности такой теории или гипотезы? Быть может, современные научные модели, объясняющие большую часть фактов нашей жизни, так же несовершенны, как и модель Птолемея? Где же кроется истина?
Как вы уже догадались, чтобы разгадать эту головоломку, нам не обойтись без бритвы Оккама. Однако в поисках истины нам придется отказаться от так называемого наивного взгляда на науку в пользу более сложного и неоднозначного подхода, который заставляет нас признать, что истина всегда выше нашего понимания. Тем не менее, невзирая на это ограничение и вооружившись бритвой Оккама, наука может помочь и действительно помогает нам понять Вселенную. Именно благодаря науке мы запускаем ракеты на далекие планеты и спасаем миллиарды людей от эпидемий и голода. Наука может не знать конечной точки своего пути, однако путешествие неизменно оказывается увлекательным.
Падение небес
Модель Птолемея была последним великим достижением классической науки. Его родной город Александрия продолжал оставаться центром учености и с приходом христианства. Александрийская библиотека была настолько знаменита, что в первые два века нашей эры Александрия считалась интеллектуальной столицей античного мира. Александрийский мусейон (Александрийский музей), основанный около 300 года до н. э., по мнению многих, был одним из первых университетов, среди преподавателей которого были выдающиеся ученые, например Евклид. Последним, кто возглавил этот университет, был ученый-математик Теон Александрийский. Его дочь Гипатия, известная своей красотой и ученостью, прославилась как математик, философ и учитель, став олицетворением идеалов эллинистической культуры. Гипатия — первая женщина-математик, о жизни которой мы знаем по сохранившимся историческим документам43. Известно, например, что она продолжала преподавать и поклоняться языческим богам даже после того, как император Феодосий издал указ о запрете языческой греческой веры. Вот что пишет епископ Иоанн Никиусский о том, что произошло с ней в 415 году: «Толпа верующих… протащила ее до главного собора… они сорвали с нее одежду и волокли ее по улицам города, пока она не умерла… и предали ее тело огню»44. Святой Иероним, автор принятого католической церковью латинского перевода Библии, Вульгаты, пишет, что «примитивная мудрость философов» была повержена. Хрустальные сферы, по которым греки и римляне «узнавали направление движения звезд», разбились вдребезги, а в картине мира вновь прочно укрепилось представление о плоской Земле, над которой возвышался ветхозаветный шатер, усеянный звездами. Севериан, епископ Гавальский, в своих проповедях о Сотворении мира под названием «Шестоднев» (ок. 400 г.) утверждал, что Вселенная представляет собой не сферу, а шатер, или скинию45: «Сотворил ведь [Бог] небо не шарообразным, как о том мудрствуют пустословы. [Он] не создал его вращающимся по кругу, но как сказал пророк: “Сотворивший небо как комару, распростер его как [шатер]» 46,47.
16de Ockham G. and Ockham W. William of Ockham. «A Letter to the Friars Minor» and Other Writings. Cambridge University Press, 1995.
17 Эти сведения несколько десятилетий назад нашел в архиве Ватикана Георгий Кныш и любезно предоставил «черновой вариант перевода» латинского текста. Прямые цитаты из этого текста приводятся в кавычках. — Примеч. авт.
18Knysh G. Biographical Rectifications Concerning Ockham’s Avignon Period // Franciscan Studies. 1986, 46. 61–91.
19 Цит. по: Жуанвиль Жан де,Виллардуэн Жоффруа де. История Крестовых походов / Пер. с англ. И.Е. Полоцка. М.: Центрполиграф, 2008.
20Villehardouin G. and De Joinville J. Chronicles of the Crusades. Courier Corporation, 2012.
21 «Книга Страшного суда» — свод материалов поземельной переписи, произведенной в Англии в 1086 г. по приказу Вильгельма Завоевателя. — Примеч. ред.
22Вилланы — категория крестьян в некоторых странах Западной Европы, в т. ч. в Англии, в период Средневековья, которые считались лично свободными, но зависели от феодала, которому принадлежала земля. Бордарии — категория крестьян в средневековой Англии, которые имели меньший надел, чем вилланы, и занимали более низкую ступень в социальной иерархии. Бондмены — категория самых малоземельных крестьян в средневековой Англии. — Примеч. перев.
23Фримены — категория свободных людей в средневековой Англии. — Примеч. перев.
24 Современные монахи-францисканцы носят рясы коричневого цвета, но название «серые братья» происходит от традиции ранних францисканцев (которой, вероятно, следовал Уильям и его собратья) носить одежду из неокрашенной шерсти, которая в носке приобретала серый цвет. Братья отличались от монахов (по крайней мере поначалу) тем, что исповедовали образ жизни странствующих монахов-отшельников, но к XIV в. они стали жить в братских общинах. — Примеч. авт.
25Evans J. Life in Medieval France. Phaidon Paperback, 1957.
26Studium generale («общая, или всеобщая, школа») — открытые для всех высшие учебные заведения, в т. ч. школы монашеских орденов, в эпоху Средневековья. — Примеч. перев.
27 Название улицы происходит от англ. bladder — мочевой пузырь. Мочевой пузырь скота использовали в качестве оболочки для колбас. — Примеч. перев.
28 Название улицы появилось путем соединения английских слов flesh — мясо и ambles — развал. — Примеч. перев.
29Семьсвободныхискусств — заимствованная из античной традиции совокупность дисциплин в средневековой школе, которые считались базовыми для дальнейшей подготовки ученых. — Примеч. перев.
30 Цит. в переводе М. Лозинского.
31 Под общим названием De Animalibus в переводе на латинский язык объединены три сочинения Аристотеля: «История животных», «О частях животных» и «О возникновении животных». — Примеч. ред.
32Sparavigna A. C. The Light Linking Dante Alighieri to Robert Grosseteste // PHILICA. 2016. Article № 572.
33Gill M. J. Angels and the Order of Heaven in Medieval and Renaissance Italy Cambridge University Press, 2014.
34 В католицизме это место, куда попадают души грешников, избежавших ада, и где им предстоит страданиями искупить свои грехи, прежде чем они будут допущены в рай. — Примеч. авт.
35 В древности люди относили к «планетам» Луну и Солнце, не замечая особенной разницы между ними и пятью видимыми планетами. — Примеч. авт.
36 Не следует путать философский реализм с реализмом, означающим трезвый и практичный взгляд на мир. — Примеч. авт.
37 Цит. по: Платон. Государство / Пер. с др.-греч. А. Егунова // Полное собрание сочинений: В 1 т. М.: Альфа-книга, 2016. С. 891.
38Jowett B. and Campbell L. Plato’s Republic. Clarendon Press, 1894. Vol. 3. Р. 518.
39 Цит. по: Ахутин А.В. История принципов физического эксперимента: от Античности до XVII в. М.: Наука, 1976. С. 49.
40Smith A. M. Saving the Appearances of the Appearances: The Foundations of Classical Geometrical Optics// Archive for History of Exact Sciences. 181. 73–99.
41 Настоящее место рождения Аполлония — Анатолия. — Примеч. авт.
42Эпицикл — дополнительная окружность в геоцентрической модели Птолемея, по которой равномерно движутся планеты, при этом центр эпицикла перемещается по окружности небесной сферы (деференту) с центром в центре Земли. — Примеч. перев.
43Deakin M. A. Hypatia and Her Mathematics // American Mathematical Monthly. 1994. 101. 234–243.
44Charles R. H. The Chronicle of John, Bishop of Nikiu: Translated from Zotenberg’s Ethiopic Text. Arx Publishing, 2007. Vol. 4.
45Скиния (греч. «шатер», «палатка») — переносной походный храм, который был у древних евреев до постройки храма в Иерусалиме. — Примеч. ред.
46 Цит. по: Сказание Севериана, епископа Габальского / Пер. В.В. Милькова // Космологические произведения в книжности Древней Руси: В 2 частях. Часть II. Тексты плоскостно-комарной и других космологических традиций. СПб.: ИД Мiръ, 2009. С. 110.
47Munitz M. K. Theories of the Universe. Simon and Schuster, 2008.
2Физика Бога
В «Темные века»48
