Природа описывается формулами. Галилей. Научный метод

НАТУРАЛИЗМ И БИБЛИЯ

Теологи считали себя вправе описывать окружающий мир и для этого использовали как источник сведений Библию. В ней, как никто (включая и Галилея) не сомневался, была записана истина, открытая Богом. Из некоторых отрывков Библии можно сделать вывод, что Земля неподвижна. Например, в Книге Иисуса Навина (глава 10):

«Иисус воззвал к Господу в тот день, когда Господь отдал аморреев израильтянам, и сказал перед всем Израилем: «Стой, солнце, над Гаваоном, и луна над долиною Айялон. И солнце остановилось, и стояла луна, пока народ не отомстил своим врагам, как написано в «Книге Праведного». Солнце стояло посреди неба и медлило садиться почти сутки. Никогда не было такого дня ни прежде, ни потом — дня, когда Господь послушался человека».

В псалмах также есть фрагменты, подтверждающие геоцентрическое устройство мира, например: «Он утвердил землю на основаниях ее, не пошатнется она во веки веков» (Псалмы 104:5).

Казалось, что в Библии ясно говорится о геоцентризме, и это представление о мире совпадало с учениями Аристотеля и Птолемея. Церковь позволяла использовать и другие гипотезы, как это делали астрономы, но только в случае, если они рассматривались как способы вычисления, не имеющие под собой реального основания. Таким образом, предисловие Озиандера, издателя сочинения Коперника, считалось правильным. Во вступлении (следует упомянуть, что этот текст Коперник не одобрил) Озиандер писал, что эта теория должна пониматься как математическая гипотеза, призванная обеспечить соответствующие расчеты.

Подобную точку зрения разделял и кардинал Беллармин (1542-1621), глава римского колледжа. В одном из своих писем он утверждает, что о коперниканстве можно говорить «предположительно (ex suppositione), а не абсолютно». Таким образом, эта гипотеза могла служить прекрасным рабочим инструментом, но ее ни в коем случае нельзя было принимать за истинную, поскольку она противоречила геоцентризму. Такая хитроумная позиция позволяла одновременно считать верным все то, что было написано в Библии, и не препятствовать астрономическим исследованиям, которые предлагали модели мира, лучше подходившие для вычислений, но исключительно умозрительные. Это позволяло применять лучшие теории и в то же время сохранять существующую модель мира.

ПРИНЦИП ВЗАИМОИСКЛЮЧЕНИЯ

По мнению Галилея, было совершенно бессмысленно считать теорию, больше всего соответствующую фактам, ложной. Вот как он защищал свое отношение к теории Коперника как к реальности, а не простой гипотезе:

«Мы должны принять тот факт, что, когда мы говорим о движении или неподвижности Земли или Солнца, то находимся перед дилеммой, перед противоположными вариантами, один из которых обязательно должен быть верен, и посему невозможно сказать, что ни один из них не может быть истинным. Тогда, если неподвижность Земли и движение Солнца действительно присутствуют в природе, а противоположное предположение абсурдно, то каким разумным способом можно объяснить, что неверная гипотеза лучше, чем верная, соответствует наблюдаемым движениям и положениям светил? [...] Поскольку одна из них обязательно должна быть верной, а другая ошибочной, утверждение о том, что ошибочная лучше подходит под явления природы, превосходит мое воображение».

Тем не менее Галилей не имел в виду, что сведения, содержащиеся в Библии, ошибочны или что могут одновременно существовать две противоположные истины: одна — научная, а другая — религиозная. Напротив, он думал, что они должны утверждать одно и то же, и если появлялось явное противоречие, то скорее всего это означало, что слова Библии были интерпретированы неправильно. Образность ее языка и большое количество метафор способствовали возникновению ошибок в толковании. Например, в Книге Иисуса Навина прямо ничего не говорится о движении Земли, а вывод делается на основании интерпретации текста.

...намерение Святого Духа состоит в том, чтобы научить нас, как попасть на небо; а не как устроено небо.

Галилео Галилей

С другой стороны, Галилей поставил под вопрос роль, которую в тот момент играли теологи. Наука и теология должны были функционировать независимо друг от друга, поскольку занимались совершенно разными областями. Наука основывается на фактах, в ее вотчину входят явления природы. Теология же занимается вопросами веры и сверхъестественными явлениями. Теология не должна пытаться объяснить, как устроен мир, так же как для науки неприемлемо вмешиваться в вопросы веры.

ЛОЖНОСТЬ ГЕОЦЕНТРИЗМА

Приняв определенное представление о мире, Церковь оказалась в уязвимом положении, которое легко было подвергнуть критике, что и произошло. Когда Галилей осмелился указать церковным институтам на слабость их аргументов, они использовали свою власть, чтобы унизить того, кто имел дерзость критиковать принятые догмы. Терпимости клира к другим представлениям о мире хватало только на то, чтобы принять новые теории в качестве математических инструментов, а не как картину реальности.

Благодаря своим астрономическим наблюдениям Галилей собрал достаточные доказательства, чтобы опровергнуть тезис Аристотеля о непреходимости, нерушимости и совершенстве небес. Это были и горы на Луне, и пятна на Солнце, и сверхновые звезды. Деление мира на подлунный и надлунный оказалось выдумкой. Также с помощью результатов своих наблюдений, в частности благодаря открытию фаз Венеры, он поставил шах и мат геоцентризму. Согласно учению Птолемея, у Венеры могли быть растущие фазы, но не убывающие. Наблюдения же показывали, что у этой планеты есть и растущие, и убывающие фазы, в точности как у Луны. Их можно было объяснить только вращением Венеры вокруг Солнца. Возможно, это было первое наблюдение, доказывающее ложность геоцентризма. Открыв эти фазы в 1611 году, Галилей получил окончательное доказательство.

Хотя это открытие и разрушало геоцентрическую теорию, оно не обязательно приводило к гелиоцентризму. Теория Тихо Браге, по которой Вселенная заключена в сфере неподвижных звезд с Землей в центре и Солнцем и Луной, вращающимися вокруг нее, в то время как остальные планеты вращались вокруг Солнца, продолжала согласовываться с наблюдениями. Необходимо было доказать, что Земля двигается, и Галилей нашел этому косвенное подтверждение, открыв спутники Юпитера. Чтобы определить их положение, нужно было ввести поправку, связанную с движением Земли. Учитывая это, Галилей смог предсказать затмения спутников в 1612 году, в то время как другие астрономы, также следившие за ними, не смогли сделать правильный прогноз.

ПРИЛИВЫ И ОТЛИВЫ

Галилею нужно было прямое доказательство движения Земли, и он считал, что нашел его в приливах. Переставив стакан воды с одного места на другое, можно заметить, что его содержимое будет двигаться. Галилей предположил, что если Земля двигается, то это должно отразиться и на движении океанских вод. Приливы кажутся явлением, идеально отвечающим этим ожиданиям. Но на самом деле они являются следствием гравитационного эффекта, который на океан оказывают Луна и Солнце, а не движения Земли.

ПРИЛИВЫ И ОТЛИВЫ

Суть явления приливов и отливов заключается в изменении уровня моря. Когда он достигает максимальной отметки, происходит прилив, самой низкой — отлив. В среднем за день случается два прилива и столько же отливов, а разница между ними может достигать трех метров. Сегодня мы знаем, что это следствие не движения Земли, а гравитационного явления, в котором принимают участие главным образом Луна и Солнце. Эти космические тела притягивают воды Мирового океана так, что они принимают форму эллипса. В зависимости от взаимного расположения Солнца и Луны происходит прилив или отлив. Когда они находятся на одной линии (как в верхней части рисунка), уровень воды максимально поднимается — этот прилив называют полной водой; когда же они перпендикулярны друг другу, эллипсы компенсируются, что приводит к минимальному приливу, малой воде.