Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее - Александр Потупа

Кроме всего прочего, теория естественного отбора предъявляла существенно иные требования к оценке возраста Вселенной. Очень медленный процесс биоэволюции не мог бы так далеко зайти на планете, существующей сотни тысяч и даже миллионы лет. Счет подошел к миллиардам! В этом плане биология как бы подтверждала те выводы, которые стали складываться к середине 19 века в области геологических исследований.

В недрах Земли обнаружилось явное расслоение по различным очень длительным эпохам, когда на планете царили совсем иные виды животных и растений, иной была и минеральная структура. Для постепенного возникновения этих слоев требовались сроки в тысячи раз больше тех, которые предписывались небулярной моделью.

Общая геологическая картина была построена Джеймсом Хаттоном (1726–1797) в «Теории Земли» (1785) и Чарльзом Лайеллом (1797–1875) в его трехтомных «Основах геологии», опубликованных в начале 30-х годов прошлого века. Развитая ими теория геологической эволюции, основанная на идее постепенного формирования слоев осадочных пород и земного рельефа, напрямую приводила к заключению об огромных сроках существования Земли. Живо интересовавшийся биологическими проблемами Лайелл опубликовал в 1836 году книгу «Геологические доказательства древности человека», послужившую важным подспорьем для последующего становления дарвиновской теории.

Так во взаимодействии наук формировалось представление о меняющихся космических мирах. Роль здесь биологии и бурно пошедшей в рост с середины 19 века теории эволюции социальных структур во многом еще постигается. Их связь с астропроблемами будет обсуждаться в 3-й части этой книги.

Но в обсуждении современных этапов открытия Вселенной совершенно особую роль играет взаимодействие астрономии с физикой. С этого мы и начнем следующую главу.

Глава 6: К новым горизонтам

Дай человеку все, чего он желает,

то он в ту же минуту почувствует,

что это ВСЕ не есть ВСЕ.

Великое перевооружение

По сравнению с другими науками астрономия всегда находилась в совершенно особом положении. Любое тело, подвергающееся исследованию в земной лаборатории, можно изучать, как говорится, всеми пятью чувствами. Небесные же тела поневоле приходилось изучать лишь визуально.

Есть, конечно, и кое-какие исключения. Например, иногда сквозь толщу атмосферы проникают метеориты, и их можно сопоставлять с обычными земными камнями. Совсем недавно космическая техника открыла путь к физико-химическому зондированию планет, люди высадились на Луне. Возможности исследования небесных тел лабораторными методами теперь сильно расширились, но все-таки основную информацию мы, как и раньше, получаем методами чисто наблюдательными. Это очень важная особенность астрономии, и без ее глубокого осознания трудно уловить некоторые детали влияния науки о небесных явлениях на общую картину Вселенной. Ведь Вселенная — не только звезды и галактики, это и человек, и молекулы, и элементарные частицы, и многое другое…

Как мы помним, выделение неба в качестве особой области окружающего мира сыграло решающую роль в формировании религиозных, а потом и научных представлений. Именно наука сделала успешную попытку приблизить к нам небо, сопоставив его объекты с чем-то более привычным вокруг нас. Но на протяжении тысячелетий методы получения информации оставались чисто визуальными, и это не могло не наложить отпечаток на мировоззрение, в том числе и научное.

Чисто визуальный метод экспериментирования порождает своеобразную позицию исследователя — он созерцатель, он никак не воздействует на изучаемое явление, а просто фиксирует наблюдаемые факты. Астрономия, как ни одна другая наука, способствовала укоренению этого взгляда, четкому разделению мира на созерцающего наблюдателя-субъекта и внешний по отношению к нему наблюдаемый объект, живущий по своим особым законам. Это разделение выглядело естественным в те времена, когда за небесными телами закреплялись некие божественные, стоящие над и уж во всяком случае, вне человека проявления. Но оно осталось в наследство и сыграло свою роль и тогда, когда наука набрала достаточно силы, чтобы обречь Творца на безработицу. Остался в наследство созерцатель — пусть не божественных проявлений, а движения материи, но все-таки созерцатель. Если учесть, что астрономия первой из естественных наук нового времени добилась впечатляющих успехов, то нетрудно понять, почему эта унаследованная идеология довольно болезненно сказалась на последующем развитии мировоззрения.

В физике, которая как наука сформировалась в 17–18 веках, присутствовала одна важная особенность, позволившая за определенный срок в значительной мере преодолеть эту идеологию. Дело в том, что постановка лабораторного эксперимента требует всегда тех или иных операций по идеализации, обособлению изучаемого явления. Обнаружение этой необходимости и составляет одно из величайших достижений естествоиспытателей, в первую очередь Галилея. В сущности, зарождение науки в современном смысле — это следствие открытия принципов экспериментирования, неизвестных античности.

Экспериментальная деятельность не тождественна обычному практическому оперированию с объектами и явлениями, поскольку в обычной практике объекты зачастую взаимосвязаны, и на них могут оказывать существенное влияние факторы, несущественные с точки зрения того, что пытаются измерить. Иными словами, исследуемое явление требует особой деятельности экспериментатора по изоляции.

Примеры довольно просто проясняют это положение. Античные философы не сумели открыть общие законы механического движения, прежде всего, потому, что не имели представления о необходимости изоляции движущегося тела от влияния окружающей среды. Благодаря этому закон движения у Аристотеля свелся к пропорциональности скорости (а не ускорения, как у Ньютона!) действующей на тело силе. А ведь закон Аристотеля основывался на бесчисленном множестве несложных наблюдений, и из них было видно, что в земных условиях любое тело быстро теряет скорость, если не прилагать к нему внешней силы. То, что эта сила необходима для компенсации трения, сопротивления воздуха или воды, просто не замечалось.

Отсюда следовало и важнейшее подтверждение особого характера небесных тел, которые движутся вроде бы неизменно и не теряют скорости. И, разумеется, от них отделялись исчезающие кометы и метеориты, которые Аристотель относил к отнюдь не идеальным атмосферным явлениям подлунного мира[77]. Устойчивость такой точки зрения объясняется тем, что небо оказалось действительно выделенной областью, но выделенной в том отношении, что природа как бы позаботилась о создании почти идеальных условий для движения планет в практически пустом пространстве. Но на понимание этой заботы у человечества ушло много столетий.

Научные эксперименты нельзя проводить в никак не организованной внешней среде — они могут дать попросту не ту информацию, которая нужна исследователю. Скажем, проводя опыт с газом, он должен создать особые условия — поддерживать на определенном уровне температуру, объем, давление, в общем, фиксировать те характеристики, которые он хочет измерить.

В античности, чье мировосприятие стояло гораздо ближе к древнейшему синтетическому образу мышления, эта изоляция не допускалась. Поэтому античные ученые оставили нам лишь отдельные эмпирические законы физики, открытые благодаря тому, что некоторые явления достаточно легко изолировались, зачастую по независимым от исследователя причинам — таковы законы рычага, закон Архимеда, оптические законы отражения, пифагорейские правила акустики и т. п. Многие же весьма обширные попытки теоретического творчества завершились неудачными формулировками именно потому, что строились на основе порочной экспериментальной методики. Это не значит, что древние вообще не представляли себе идеализированных ситуаций — отнюдь! Обширная практика в землемерии и строительстве привела их к великолепной схеме Евклидовой геометрии, но до настоящих физических моделей дело не дошло.

Верное понимание принципов научного эксперимента формировалось крайне медленно — от поздней античности до эпохи Возрождения. Оно во многом обязано и логическим упражнениям схоластов, напряженно искавшим точные словесные эквиваленты теологических понятий. Но главная линия все-таки шла через бесчисленные опыты по определению удельных весов и получению различных веществ. Постепенно осознавалась та роль, которую играют условия постановки опытов. Осознавалась, чтобы в Новое Время определить собой поток экспериментального естествознания.