Космос - Карл Саган

Мы рождаемся столь беспомощными, говорил он, что если бы первые человеческие детеныши были брошены в мир и оставлены на произвол судьбы, они бы немед-

265

ленно умерли. Из этого Анаксимандр сделал вывод, что человеческие существа произошли от других животных, более сильных от рождения: он предполагал, что жизнь спонтанно зарождается в грязи и что первыми живыми существами были рыбы, покрытые шипами. Потомки этих рыб в конце концов покинули воду и вышли на сушу, где развились в животных, превращаясь из одной формы в другую. Он верил в существование бесконечного числа миров, сплошь населенных и проходящих через циклы распада и возрождения. «Однако, — как с сожалением отмечает святой Августин, — он не больше, чем Фалес, связывал причину всех этих непрестанных изменений с деятельностью божественного разума».

Примерно в 540 году до нашей эры на острове Самос к власти пришел тиран по имени Поликрат. Начинал он с торговли провизией, а потом занялся морским разбоем. Поликрат был щедрым покровителем искусств, наук и инженерного дела. Но он угнетал свой народ, развязал войну с соседями и справедливо опасался вторжения. Поэтому он окружил свою столицу массивной стеной протяженностью около шести километров, которая сохранилась до наших дней. Чтобы через эти укрепления доставлять воду из далекого родника, он приказал построить подземный ход. Ход этот, длиной около километра, пронизал гору насквозь. Каменотесы, прорубавшие его с двух сторон, встретились почти точно посередине. Строительство заняло около пятнадцати лет и стало свидетельством высокого инженерного искусства тех дней и показателем необычайной практической сметки ионийцев. Но у этого предприятия была и другая, зловещая сторона: частично подземный ход был проложен закованными в цепи рабами, которых захватывали пиратские корабли Поликрата.

Это было время Феодора — выдающегося инженера своего века, которому греки приписывают изобретение

266

ключа, линейки, плотничьего угольника, уровня, токарной обработки, бронзового литья и центрального отопления. Почему этому человеку не поставлен памятник? Те, кто размышлял о законах Природы, часто беседовали с инженерами и изобретателями. Нередко это были одни и те же люди. Теоретики и практики в одном лице.

В это же время на соседнем острове Кос Гиппократ закладывал основы своей прославленной медицинской традиции, о которой в наши дни помнят в основном благодаря знаменитой врачебной клятве. Это была практичная и эффективная школа врачевания, основанная, по утверждению ее создателя, на знаниях, которые в то время играли роль физики и химии*. Но она также опиралась на собственную теорию. В книге «О древней медицине» Гиппократ пишет: «Люди считают эпилепсию божественной в основном потому, что не понимают ее. Но если называть божественным все, чего не понимаешь, божественному не будет конца».

Примерно тогда же ионийское влияние распространилось на территорию материковой Греции, Италии и Сицилии. Было время, когда почти никто не верил в существование воздуха. Конечно, люди знали о дыхании и считали ветер дыханием богов. Однако представление о воздухе как о неподвижном, материальном, но невидимом веществе выходило за пределы воображения. Первый описанный эксперимент с воздухом был выполнен врачом** Эмпедоклом (который также преуспел в фило-

* И на астрологии, которая в ту эпоху повсеместно признавалась наукой. Вот типичная выдержка из Гиппократа: «Также следует оберегаться от восходящих звезд, особенно от Собачьей звезды [Сириуса], Арктура, а также от заходящих Плеяд». — Авт.

** Эксперимент проводился с целью подтвердить совершенно неверную теорию циркуляции крови, однако сама идея постановки опытов для исследования Природы была важным нововведением. — Авт.

267

cофии, поэзии и политике. — Ред.). Пик его деятельности пришелся примерно на 450 год до нашей эры. Если верить некоторым источникам, он считал себя богом. Возможно, он просто был настолько умен, что богом его считали другие. Он полагал, что свет движется очень быстро, но не с бесконечной скоростью. Он учил, что когда-то на Земле обитало гораздо больше разновидностей живых существ, но многие их виды «оказались, должно быть, неспособны продолжить свой род. Ибо каждому из существующих видов защитой и опорой служили особые навыки, или смелость, или скорость, изначально присущие им». Этой попыткой объяснить великолепную адаптацию организмов к среде их существования Эмпедокл, подобно Анаксимандру и Демокриту (см. ниже), отчетливо предвосхитил некоторые аспекты великой дарвиновской идеи об эволюции под действием естественного отбора.

Эмпедокл использовал в своем эксперименте кухонное приспособление, которым люди пользовались уже многие века,— так называемую клепсидру, или «водяного вора», служившего кухонным черпаком. Медная сфера с открытым горлышком и маленькими дырочками снизу наполнялась при погружении в воду. Если просто вынуть ее из воды, вода сразу польется через отверстия, как из душа. Однако если плотно закрыть горлышко большим пальцем, вода останется внутри сферы, пока вы не откроете отверстие. Попытайся наполнить клепсидру при закрытом горлышке, из этого ничего не получится. Какая-то материальная субстанция должна выйти, чтобы освободить место воде. Мы не можем увидеть данную субстанцию. Что бы это могло быть? Воздух, и ничего более, утверждал Эмпедокл. Вещь, которую мы не в состоянии увидеть, способна оказывать давление и препятствует моему желанию наполнить сосуд водой,

268

если я по глупости оставлю палец на горлышке. Эмпедокл открыл невидимое. Воздух, думал он, должен быть веществом настолько разреженным, что его невозможно увидеть.

Говорят, Эмпедокл погиб, бросившись в экстатическом порыве в горячую лаву на вершине великого вулкана Этна. Но мне иногда кажется, что он просто оступился во время смелой попытки положить начало наблюдательной геофизике.

Новое веяние, слабый намек на существование атомов был подхвачен и развит человеком по имени Демокрит, родом из ионийской колонии Абдера, на севере Греции. Абдера служила неистощимым поводом для шуток. В 430 году до нашей эры истории о жителях Абдеры неизменно вызывали приступы хохота. Она была чем-то вроде Бруклина в наше время. Для Демокрита смысл жизни состоял в том, чтобы наслаждаться и постигать новое; постижение и наслаждение были для него одним и тем же. Он говорил, что «жизнь без веселья — это все равно, что долгая дорога без постоялого двора». Хотя Демокрит и прибыл из Абдеры, он был далеко не смешон. Он верил, что из диффузной материи в пространстве спонтанно формируется множество миров, которые эволюционируют, а потом распадаются. В то время, когда никто не знал о существовании ударных кратеров, Демокрит размышлял о том, что миры могут случайно столкнуться; он верил, что некоторые миры в одиночестве блуждают в темноте космоса, тогда как другие сопровождаются несколькими солнцами и лунами; что некоторые миры обитаемы, а другие лишены растений, животных и даже воды; что простейшие формы жизни появились из первобытных болот. Демокрит учил, что восприятие — например, суждение о том, что я сейчас держу в руке карандаш, — является в чистом виде

269

физическим и механическим процессом; что мышление и чувства — это свойства материи, организованной достаточно тонким и сложным образом, и никак не связаны с духом, вселяемым в материю богами.

Демокрит придумал слово атом, которое в переводе с греческого буквально означает «неделимый». Атомы — это предельные частицы материи, которые никогда не могут быть разделены на меньшие части. Все сущее, говорил Демокрит, представляет собой прихотливо соединенные группы атомов. Даже мы сами. «Нет ничего, — заявлял он, — кроме атомов и пустоты».

Когда мы разрезаем яблоко, рассуждал Демокрит, нож должен пройти сквозь пустые пространства между атомами. Не будь пустот, нож встретился бы с непробиваемыми атомами и яблоко не удалось бы разрезать. Допустим, что мы вырезали из конуса тонкий слой и определили площади двух получившихся сечений. Будут ли эти площади равны? Нет, отвечает Демокрит. Наклон образующих конуса приводит к тому, что площадь одного из сечений немного меньше, чем другого. Если бы обе площади были в точности равны, мы имели бы дело с цилиндром, а не с конусом. Сколь бы острым ножом мы ни пользовались, площади срезов на двух кусках не будут равны. Почему? Потому что в очень мелком масштабе выявляется неустранимая шероховатость материи. Эту мелкомасштабную шероховатость Демокрит соотносит с миром атомов. Его аргументы отличаются от тех, что мы используем сегодня, но они тонки, изящны и получены из наблюдения за повседневной жизнью. А в своей основе сделанные Демокритом выводы совершенно верны.

А вот другая задача, связанная с предыдущей. Демокрит придумал способ вычисления объема конуса или пирамиды как совокупности очень большого числа чрез-