Кимелев Ю. Полякова Т. Наука и религия

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 3. Коперниканская революция

«Бессмертное творение»

XVI век является эпохальной вехой в отношениях между наукой и религией. Он знаменует собою начало освобождения науки от теологии, рождение современного естествознания.

Событием, ознаменовавшим начало этого процесса, является выход в 1543 г . книги Николая Коперника (1473—1543) «О вращении небесных сфер». Астрономия Н. Коперника означала отказ от птолемеевско-аристотелевской картины мира, лежащей в основе средневекового мировоззрения и пауки, удар по христоанско-теологическому комплексу идей, связавшему себя в процессе своей культурно-исторической эволюции с аристотелевско-платонической космологией.

Коперниканская астрономия знаменовала собою мировоззренческую революцию, появление совершенно новой картины мира, а также заявку со стороны науки на свою автономию и право судить о мире самостоятельно, независимо от теологических догм. Наиболее ярко этот значительный шаг в истории естествознания был охарактеризован Ф. Энгельсом: «Революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости... было издание бессмертного творения, в котором Коперник бросил... вызов церковному авторитету в вопросах природы. Отсюда начинает свое летосчисление освобождение естествознания от теологии...»

Чтобы понять суть и значение мировоззренческой революции, осуществленной Коперником, напомним читателю, с чем пришла астрономия, да и вся наука, к XVI в. В астрономии отсутствовала единая систематическая теория. С одной стороны, существовала концепция мира как системы гомоцентрических сфер Аристотеля, которая не «спасала явления», т. е. не описывала наблюдаемые движения светил и не объясняла нерегулярности в их движениях, но была обоснована общепринятой физикой, метафизикой и теологией. С другой стороны, была система мира Птолемея, которая «спасала явления», описывала и объясняла все наблюдаемые нерегулярности, однако противоречила не только системе гомоцентрических сфер, служившей в качестве общепринятой картины мира, но и тем метафизическим постулатам, которые лежали в ее основе.

Это противоречие между двумя теориями, зафиксированное уже Птолемеем и выступавшее как постоянный возмущающий фактор в развитии науки, оказывалось неразрешимым в условиях господства аристотелевской физики, а также безоговорочного приоритета метафизического и религиозного знания над научным. Прокл, как известно, предложил компромисс — рассматривать теорию гомоцентрических сфер как единственно истинную картину универсума, а эпициклическо-эксцентрическую астрономию Птолемея — просто как удобную математическую фикцию. Это противоречие и этот компромисс пришли в латинскую европейскую науку и теологию через арабо-мусульманских мыслителей, прежде всего через Аверроэса.

Фома Аквинский, христианизировав и догматизировав аристотелевскую картину мира, утвердил за астрономической системой Птолемея статус «фикционалистской» модели. Таким образом, он фактически воспроизвел компромисс, предложенный Проклом. С этого времени ведет свое начало и дисциплинарное расчленение астрономии:

теория гомоцентрических сфер Аристотеля преподавалась в рамках философии, а астрономия Птолемея — в рамках математики и астрономии. Эта ситуация воспроизводилась во всех университетах. Более того, «фикционалистская» установка стала общераспространенной, не ограничиваясь рамками только астрономии и применяясь ко всем теориям, так или иначе входившим в противоречие с догматизированным схоластическим аристотелизмом. Это было удобным средством устранения противоречий, ибо, как заметил К. Уилсон, современный западный исследователь истории науки, единственным требованием к теоретическим построениям было отсутствие формальных логических противоречий; являлось это построение физически возможным или нет, не имело значения.

Интерес Коперника к астрономическим проблемам не был только теоретическим. Проблему перед Коперником поставило само время. Главное историческое обстоятельство, явившееся причиной того, что астрономия в XVI в. все более стала приковывать к себе внимание многочисленных математиков и широких кругов ученых, заключалось в следующем. Ошибки юлианского календаря привели к тому, что празднование Пасхи отодвигалось на все более и более раннее время в связи с тем, что действительное время весеннего равноденствия перестало совпадать с календарным. Начиная с XIV в., стали говорить о необходимости исправления календаря. К XVI в. ошибка юлианского календаря составляла уже 10 дней. Так, например, сам Коперник в 1515 г . наблюдал Солнце в момент весеннего равноденствия не 21, а 11 марта. Коперник считал, что реформа календаря невозможна без «достаточно хороших определений продолжительности года и месяца, и движения Солнца и Луны», и это, по его же собственному свидетельству, побудило его «заниматься более точными их наблюдениями», чтобы определить величину тропического года и характер перемещения точки весеннего равноденствия. Коперник Н. О вращениях небесных сфер. Малый комментарий. Послание против Вернера. Упсальская запись.

Таким образом, реформа календаря явилась той практической задачей, которая оказала несомненное влияние на оживление астрономической практики, стимулировала интерес к теоретической астрономии и развивала критическое чутье к астрономическим достижениям древних. Кроме того, к этому времени в полной мере выявились расхождения системы Птолемея с наблюдаемыми явлениями, например, несоответствие его теории движения Луны наблюдаемым закономерностям, неудовлетворительность принципов определения тропического года и т. д.

Характеризуя отношение между теорией и явлениями, современный западный методолог и историк науки И. Лакатос писал: «Природа может крикнуть «Нет!", но человеческая изобретательность... всегда способна крикнуть еще громче». Лакатос И. История науки и ее реконструкции//Структура и развитие науки. История астрономии полностью опровергает этот взгляд Лакатоса. Все усилия астрономов всегда были направлены на то, чтобы привести теорию в согласие с явлениями, и именно явления оказывались тем «жестким фактором», который вызывал необходимость изменения теории. Ошибки юлианского календаря с очевидностью показывали, что явления перестали «слушаться» предсказаний теории. Слова Коперника наглядно подтверждают это: «хотя Птолемей завершил создание астрономии до такой степени, что, как кажется, ничего не осталось, чего он не достиг бы, все-таки многое не согласуется с тем, что должно было бы вытекать из его положений; кроме того, открыты некоторые иные движения, ему не известные. Поэтому и Плутарх, говоря о тропическом солнечном годе, заметил: «До сих пор движения светил одерживали верх над знаниями математиков"».

Прежде всего Коперник определяет свое отношение к

предшествующей традиции. Он признает неудовлетворительным состояние астрономической теории из-за несистематичности и произвольности астрономических построений, отсутствия единых принципов и единого метода, повторяя тем самым один из аргументов Прокла против системы Птолемея. Он показывает, что целый ряд явлений не находит в системе Птолемея объяснений и носит характер случайных совпадений. Птолемей не смог, как говорит Коперник, определить форму мира и точную соразмерность его частей и у него получилось так, «как если бы кто-нибудь набрал из различных мест руки, ноги, голову и другие члены, нарисованных хотя и отлично, но не в масштабе одного и того же тела; ввиду полного несоответствия друг с другом, из них, конечно, скорее составилось бы чудовище, а не человек». Однако, в отличие от Прокла, Коперник критически оценивает и систему мира Аристотеля и сам метод построения обеих теорий. В «Обращении к Павлу III» он пишет, что к размышлениям о другом способе расчета движений мировых сфер его побудило именно то, что сами математики не имели ничего вполне установленного относительно исследования этих движений. У них не было ни единых или одинаковых принципов и предпосылок или одинаковых способов представления видимых вращении и движений. Одни употребляли только гомоцентрические круги, другие — эксцентры и эпициклы, однако никто не достиг желаемого. «Хотя многие, полагавшиеся только на гомоцентры, и могли доказать, что при помощи их можно путем сложения получать некоторые неравномерные движения, однако, они все же не сумели на основании своих теорий установить чего-нибудь надежного, бесспорно соответствовавшего наблюдающимся явлениям. Те же, которые измысляли эксцентрические круги, хотя при их помощи и получили числовые результаты, в значительной степени сходные с видимыми движениями, однако должны были допустить многое, по-видимому, противоречащее основным принципам равномерности движения. ...Итак, обнаруживается, что в процессе доказательства, которое называется (методом), они или пропустили что-нибудь необходимое, или допустили что-то чуждое и никак не относящееся к делу».

Как видим, Коперник ясно сознавал имманентное противоречие птолемеевской исследовательской программы, противоречие между принципом геоцентризма и принципом «спасения явлений» через аксиому кругового равномерного движения.

Как математик, Коперник прекрасно понимал, что нет иных математических средств, кроме как описания движения планет через систему круговых движений. Круговое равномерное движение светил являлось базисным компонентом обоих теоретических построений — и Аристотеля, и Птолемея. И Коперник следует в этом античной астрономии, формулируя свою задачу так же, как Евдокс, Каллипп, Аристотель и Птолемей свои: спасти явления через систему круговых равномерных движений. Но далее уже начинается существенное расхождение. У Коперника принцип спасения явлений через систему круговых равномерных движений становится всего лишь методом. То есть он не опирается на предзаданную метафизическую схему мира, где круговое равномерное движение выступало бы как божественное движение светил. Он опирается на явления, которые следует рациональным образом объяснить, используя систему круговых равномерных движений. Вот почему он сразу отказывается как от системы гомоцентрических сфер Аристотеля, так и от системы Птолемея, о чем и говорит совершенно определенно в своем «Малом комментарии»: «Я часто размышлял, нельзя ли найти какое-нибудь более рациональное сочетание кругов, которым можно было бы объяснить все видимые неравномерности, причем каждое движение само по себе было бы равномерным, как этого требует принцип совершенного движения». Таким образом, идея круговых движений небесных тел — это не метафизический или религиозный постулат, задающий картину реальности, где Земля является необходимым центром всех движений, а всего лишь математическое средство.

Поставленную задачу спасения явлений с помощью круговых равномерных движений Коперник решает совершенно иным способом. Прежде всего он отказывается от принципа геоцентризма. Посылки, выдвинутые им в «Малом комментарии», гласят, что не существует единого центра для всех небесных орбит или сфер и что центр Земли не является центром мира. И далее Коперник пытается найти такой организующий эти явления принцип, который бы оказался гармоническим принципом, способным объяснить все наблюдаемые закономерности и нерегулярности в движениях светил. Таким принципом оказался гелиоцентризм. Именно благодаря предположению о движении Земли все оказывается «так связанным, что ничего нельзя... переставить ни в какой части, не производя путаницы в других частях, и во всей Вселенной». Впервые в истории астрономии не метафизическая схема накладывается на явления, а явления диктуют картину мира.

Но этого мало. Как искренний ревнитель истины и научного знания Коперник полагает, что у науки достаточно сил для самостоятельного отыскания и утверждения истины, что ей не нужны «поводыри» и что для обретения самостоятельности ей надо освободиться от чужеродных для нее элементов. Научное знание должно быть единым. Коперник поэтому категорически возражает против разделения астрономии на физическую и математическую, против того, что астрономы-математики якобы не могут делать физических выводов, в результате чего их теоретические построения не могут претендовать на истинное отражение природы. По его мнению, астрономия — это дело самих астрономов и математиков, а не философов и теологов, и только ученые могут судить о правомерности и достоверности своих теоретических построений. Коперник ликвидирует дисциплинарное и методологическое разделение астрономии на физическую и математическую и утверждает за последней статус физически реальной.

В конкретной исторической ситуации XVI в. этот акт имел значение, далеко выходящее за рамки астрономии и даже науки в целом. Ведь утверждать, что проблемы астрономии — это проблемы самих астрономов и что наука сама способна судить о физической реальности на основе своих собственных теоретических построений, означало по сути освободить науку от теологии, освободить ее из-под власти религиозных и философских догм. С современной точки зрения это кажется совершенно естественным. Но тогда — это была самая настоящая мировоззренческая революция. И как всякой революции ей были присущи и революционный порыв, и решительность, и смелость. Об этом Коперник недвусмысленно заявляет в «Обращении к Павлу III»: «Если и найдутся какие-нибудь, которые, будучи невеждами во всех математических науках, все-таки берутся о них судить и на основании какого-нибудь места священного писания, неверно понятого и извращенного для их цели, осмелятся порицать и преследовать это мое произведение, то я, ничуть не задерживаясь, могу пренебречь их суждением, как легкомысленным. Ведь не тайна, что Лактанций, вообще говоря знаменитый писатель, но небольшой математик, почти по-детски рассуждал о форме Земли, осмеивая тех, кто утверждал, что Земля имеет форму шара. Поэтому ученые не должны удивляться, если нас будет тоже кто-нибудь из таких осмеивать. Математика пишется для математиков... (Курсив наш.— Лег.).

В связи с этим становится понятным, почему первые главы книги Н. Коперника посвящены физическому обоснованию принципа гелиоцентризма, опровержению аристотелевских аргументов против движения Земли. Птолемей, например, утверждал, что для Земли покой естествен, ибо если бы она находилась в движении, то непременно распалась бы, поскольку все, что подвергается действию силы или напора, необходимо должно распасться. Коперник же, отказавшись от аристотелевской физики и метафизики, в основе которых лежала аристотелевская концепция естественного места и разделения движения на естественное и насильственное, заявляет, что движение Земли является естественным движением, а все, что происходит согласно природе, производит действия, противоположные тем, которые получаются в результате насилия. «Поэтому напрасно боится Птолемей, что Земля и все земное рассеется в результате вращения, происходящего по действию природы». Движение не ведет к распаду. Ведь не происходит же этого со Вселенной, движение которой должно быть во столько раз быстрее, во сколько раз небо больше Земли. И почему нам вообще не считать, говорит Коперник, что суточное вращение для неба является видимостью, а для Земли действительностью? Если бы небо вращалось, то его размеры непременно увеличились бы до бесконечности. Ибо чем больше оно увлекалось бы вверх напором движения, тем быстрее было бы это движение вследствие постоянного возрастания длины окружности, которую необходимо пройти в 24 часа; в свою очередь от возрастания движения будет возрастать неизмеримость неба, значит скорость будет увеличивать размеры, а размеры — скорость, и в конце концов и то и другое взаимно увеличат друг друга до бесконечности. «А вследствие известной физической аксиомы, что бесконечное не может быть ни пройдено, ни каким-либо образом приведено в движение, небо необходимо остановится». Этими своими рассуждениями Коперник подкрепляет принцип наблюдательной эквивалентности гео- и гелиоцентрических систем, известный еще со времен Аристарха.

Коперник устраняет и все другие доводы Птолемея против движения Земли. Птолемей, например, доказывал необходимость покоя Земли тем, что в случае движения Земли, облака и другие парящие предметы должны были бы отставать от ее движения, а брошенный вверх камень падать западнее того места, с которого его бросили. Коперник по этому поводу замечает, что вращается ведь не только Земля, но также и немалая часть воздуха и все, что каким-либо образом сродни с Землей, ибо уже ближайший к Земле воздух следует тем же самым законам природы, что и сама Земля, или имеет приобретенное движение, которое сообщается ему прилегающей Землей. А что касается падающих тел, то и они «пригнетаемые своим весом, как в высшей степени земные, без сомнения следуют, как части, законам той же природы, что вся совокупность». Поэтому все свидетельствует о том, согласно Копернику, что подвижность Земли более вероятна, чем ее покой, в особенности если говорить о суточном вращении, как наиболее свойственном Земле. Аргументом Коперника в пользу суточного вращения Земли, а не сферы неподвижных звезд, является также несоизмеримость неба по сравнению с величиной Земли. Ведь небо неизмеримо велико по сравнению с Землей и представляет бесконечно большую величину, а потому «удивительным было бы, если бы в двадцать четыре часа поворачивалась такая громада мира, а не наименьшая ее часть, которой является Земля».

Главным аргументом Коперника в пользу отказа от геоцентрического тезиса была основанная на идеях относительности движения апелляция к наблюдательной эквивалентности гео- и гелиоцентрических систем. В V главе Первой книги «О вращениях...» Коперник пишет, что всякое представляющееся нам изменение места происходит вследствие движения наблюдаемого предмета или наблюдателя, наконец, вследствие неодинаковости перемещений того и другого, так как не может быть замечено движение тел, одинаково перемещающихся по отношению к одному и тому же. Земля представляет то место, с которого наблюдается небесное круговращение, открывающееся нашему взору. Если мы сообщим Земле какое-нибудь движение, то это движение обнаружится таким же и во всем, что находится вне Земли, но только в противоположную сторону. Так будет как в случае придания Земле суточного, так и годичного движения.

Доказывая наличие годового вращения Земли и выявляя порядок планет и структуру Вселенной, Коперник апеллирует к явлениям и предлагает интерпретацию этих явлений, основываясь на достижениях оптики, полученных вне рамок аристотелевской физики. Он ссылается на неадекватность теории гомоцентрических сфер, выявленную еще во времена Автоликия Питанского, младшего современника Аристотеля, и показывает, что невозможно утверждать центральное положение Земли, поскольку мы наблюдаем планеты то приближающимися к Земле, то удаляющимися от нее. Из неравномерности видимого движения планет на основании законов оптики можно заключить, что когда планеты замедляют движение — они удаляются от Земли, а когда ускоряют,— приближаются. Об этом же свидетельствует и изменение яркости планет. Все это и позволяет заключить, что Земля не является центром системы гомоцентрических кругов.

Коперник решительно отвергает положение аристотелевской физики о том, что центр тяготения Земли является также центром тяготения Вселенной. Опираясь на теорию тяготения, разработанную Жаном Буриданом и Николаем Оремом, Коперник утверждает, что «тяготение есть не что иное, как некоторое природное стремление, сообщаемое частям божественным провидением творца Вселенной, чтобы они стремились к целостности и единству, сходясь в форму шара. Вполне вероятно, что это свойство присуще также Солнцу, Луне и остальным блуждающим светилам, чтобы при его действии продолжали пребывать в своей шарообразной форме, совершая тем не менее, различные круговые движения». Тяготение, стало быть, есть не отношение физической сущности и естественного места, как думал Аристотель, а отношение между физическими сущностями. Поэтому любое тело может двигаться не только в направлении к центру мира (Земле), или от него, но и по отношению к другим тепам — Луне, Солнцу и так далее. Земля поэтому есть такая же планета, как и все остальные, и потому любая из них может быть центром вращений остальных, а Земле можно приписать движения, аналогичные тем, которые наблюдаются у всех других планет. И если согласиться, что Солнце неподвижно, то восходы и заходы знаков зодиака и неподвижных звезд, когда они становятся то утренними, то вечерними, покажутся нам происходящими совершенно так же. Равным образом, стояния, попятные и прямые движения планет окажутся принадлежащими не им, а происходящими от движения Земли, которое они заимствуют для своих видимых движений. «Наконец, само Солнце будем считать занимающим центр мира; во всем этом нас убеждает разумный порядок, в котором следуют друг за другом все светила, и гармония всего мира, если только мы захотим взглянуть на само дело обоими (как говорят) глазами».

Приняв за исходный тезис о центральном положении Солнца, а также суточном и годичном вращении Земли, Коперник пытается установить и точный порядок светил. Около Солнца должен находиться центр орбит Венеры и Меркурия. Только это предположение может объяснить, почему эти светила не совершают самостоятельных и отличных от Солнца обращений, как другие планеты. В системе Птолемея этот факт приводил к серьезному и необъяснимому ограничению — центры эпициклов Меркурия и Венеры должны были всегда лежать на прямой, соединяющей Землю и Солнце. Если же передать наблюдаемое годовое движение Солнца Земле, это ограничение становится легко объяснимым — эти планеты обращаются вокруг Солнца, находясь все время внутри орбиты Земли. Солнце является центром движения и верхних планет. Коперник показывает это так: известно, что эти планеты находятся ближе к Земле всегда около времени своих восходов вечером (т. е. когда они бывают в противостоянии с Солнцем, а Земля занимает место между ними и Солнцем), а всего дальше они бывают от Земли около времени своих заходов вечером, когда скрываются вблизи Солнца, а Солнце, очевидно, бывает между ними и Землей. «Все это достаточно ясно показывает, что центр их скорее относится к Солнцу и будет тем же самым, вокруг которого совершают свои обращения Венера и Меркурий».

Исходя из того, что размеры орбит измеряются величиной времени обращения, Коперник устанавливает порядок вращений. Первой и наивысшей из всех является сфера неподвижных звезд, которая сама является неподвижной; она служит точкой отсчета движений и положений всех остальных светил. Далее следует первая из планет — Сатурн, завершающий свое обращение в 30 лет, после него — Юпитер, движущийся двенадцатилетним обращением, затем — Марс, который делает оборот в два года. Четвертое по порядку место занимает годовое вращение Земли вместе с лунной орбитой, как бы эпициклом. На пятом месте стоит Венера, возвращающаяся на девятый месяц. Наконец, шестое занимает Меркурий, делающий круг в 80 дней. В середине всех вращений находится Солнце.

Указывая на преимущества и несомненные достоинства новой системы мира, Коперник пишет: «В этом расположении мы находим удивительную соразмерность мира и определенную гармоничную связь между движением и величиной орбит, которую иным способом нельзя обнаружить... Все это происходит по одной причине, которая заключается в движении Земли».

Таким образом, гелиоцентрический тезис позволил Копернику избежать той произвольности, которая со времен Прокла являлась постоянно воспроизводимым аргументом против системы Птолемея. Все необъяснимые в ней совпадения и ограничения нашли свое объяснение в системе Коперника. Наиболее сильные ограничения налагались в системе Птолемея на движения нижних планет — центры их эпициклов должны были всегда лежать на прямой, соединяющей Землю и Солнце. Это ограничение для Меркурия и Венеры в гелиоцентрической системе становится легко объяснимым,— эти планеты обращаются вокруг Солнца, находясь все время внутри орбиты Земли. Другое ограничение относилось к верхним планетам: отрезок, соединяющий каждую из верхних планет с центром ее эпицикла должен был всегда оставаться параллельным прямой, соединяющей Землю с Солнцем. Кроме того, периоды обращения по эпициклам для всех верхних планет одинаковы и совпадали с периодом годового обращения Солнца вокруг Земли. Эти ограничения также становятся совершенно очевидными в гелиоцентрической системе. Наблюдаемое движение планеты становится результирующей ее собственного движения вокруг Солнца и годичного движения Земли, с которой оно наблюдается.

Кроме того, гелиоцентрический тезис позволил Копернику определить порядок планет и точную соразмерность их орбит, чего не мог сделать Птолемей. По положениям планет и при учете движения Земли Коперник мог вычислить радиусы деферентов планет, соответствующие их средним расстояниям от Солнца. Эти расстояния оказались весьма близкими к их современным значениям. Определение средних размеров планетных орбит было одним из выдающихся достижений астрономии Коперника, полученных в результате принятия гелиоцентрического принципа, выполнявшего роль систематического и гармонического основания. Именно достигнутое в системе Коперника гармоническое единство мира стало одним из существенных аргументов в пользу принятия гелиоцентризма.