Текст книги "Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее"

Автор книги: Александр Потупа

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 35 страниц)

Лаплас впервые блестяще обосновал тот факт, что все крупные небесные тела должны иметь более или менее схожую форму немного сплющенной из-за вращения сферы. Эта проблема была связана с из ряда вон выходящим явлением – кольцами Сатурна, которые выглядели весьма искусственным образованием на фоне других объектов Солнечной системы*. Лаплас показал, что кольца не могут быть единым твердым телом, а должны состоять из огромного числа небольших камней и пыли. Загадка превратилась в естественное явление – кольца стали рассматривать как плотную группу спутников Сатурна, некоторым образом аналогичную астероидному кольцу Солнечной системы. Теперь расчищался путь для сугубо научной постановки вопроса о происхождении Солнца и планет.

* Кольца Сатурна долгое время считали чем-то неестественным, связывая их с особой изобретательностью Творца. К счастью, тогда еще не вошло в моду говорить о высокоразвитых пришельцах, иначе кольца сразу же приписали бы инженерному гению их цивилизации.

ВЕЧНЫЙ ОТДЫХ ТВОРЦА

Проблеме происхождения Солнечной системы повезло гораздо меньше, чем проблеме ее строения. Тому есть множество объективных причин. Но главная та, что движения Солнца, Луны и планет наблюдались систематически на протяжении тысячелетий и играли значительную роль в человеческой практике. Космогоническая же задача всегда существенно выходила за рамки этой практики – ни одна звезда или планета в окрестностях Земли (к счастью для нас!) не рождалась. Периоды обращения всех доурановых планет вполне умещаются в масштаб одной человеческой жизни, космогонические же масштабы совсем иные – миллиарды лет. Поэтому получилось так, что на протяжении почти всей своей истории человек воспринимал свою планету и небесные тела как некие данности, во всяком случае, не допускал возможности естественного их образования.

Космогоническая проблема так или иначе решалась во многих мифологических системах. Мы имели возможность убедиться, что мотивы творения Земли, неба, звезд и т. п. встречались у древних очень часто. Этот интерес восходит, на самом деле, к типично первобытному приему объяснения любого предмета или явления способом его изготовления. Функциональное назначение вещи как бы сливается с этим способом, они неразрывно составляют ее суть. В этом сказывалась необходимая активность человека в создании орудий труда, в общении с полезными или опасными элементами окружающего мира. Сколь-нибудь развитые космогонические мифы, видимо, возникают на ранних этапах становления религиозного типа мышления, когда интеллектуальный мир начинает заселяться богами. Для создания таких грандиозных объектов наблюдаемого мира, как небо и земля, требовались аналоги человека, но в соответствующих масштабах могущества. Боги и сыграли роль этих аналогов. Вероятно, с этим связана и попытка построения календаря на предельно большие сроки – от начала до конца мира. Но наблюдательных данных собственно космогонического характера под этими моделями не было.

В христианскую эпоху вплоть до Возрождения, когда доминировала теистическая мысль о непосредственном руководстве каждым небесным движением, проблемы вообще как бы не существовало – считалось самоочевидным, что Солнечную систему, Землю, человека Творец создал сразу в наблюдаемом виде. С античными идеями в духе Анаксимандра боролись беспощадно, как с прямым противоречием тексту Библии.

Деизм, конечно, расшатывал эту традицию, но, как мы видели, формирование науки шло, прежде всего, по пути исследования явлений, доступных прямому наблюдению. Античность же не дала будущей космогонии первотолчок мысли, аналогичный гениальной гелиоцентрической гипотезе Аристарха в смысле связи с наблюдаемым миром. Интерес к структуре явно опережал интерес к генезису. Усмотреть же в строении Солнечной системы отпечатки ее эволюции было не так-то просто.

В Новое Время к идеям Кузанца о единой природе космических тел и наблюдательным данным Галилея по этому поводу добавилась антично-натурфилософская, по сути, гипотеза Рене Декарта, с которой и начинается история научной космогонии.

Декарт, пытавшийся объяснить своими вихрями невидимых мельчайших частиц природу взаимодействия планет, не ограничился описанием структуры Солнечной системы. В "Началах философии", опубликованных в 1644 году, он выдвинул идею естественного формирования планет из сгустившихся вихрей. Три основных элемента – огонь, воздух и земля*– естественно распределяются за счет вытеснения более легких вихрей к периферии. Накопление тяжелых землистых атомов ведет к уплотнению вихря и формированию твердой планеты, над которой в виде атмосферы накапливается более легкий воздух.

* В отличие от первоэлементов ионийских философов (Фалеса и других) Декартовы элементы – это как бы три группы различных элементарных частиц, находящихся в непрерывном движении: тяжелые (земля) – медленные и сильновзаимодействующие, легкие шарики воздуха – быстрые, а всепроникающие (огонь) – наибыстрейшие. Это в какой-то степени оживило атомистику Демокрита – Эпикура – Лукреция, но Декарт не допускал пустоты, заполняя ее тончайшими и не имеющими самостоятельной формы атомами огня, причем не устанавливал предельного размера своих атомов. Отсюда бесконечная дробимость Декартовой материи и отсутствие понятия абсолютно пустого пространства в смысле Ньютона.

Нельзя не отметить, что при всей своей умозрительности гипотеза Декарта была на редкость красива и необычна.

Как и вся концепция вихрей, лежащая несколько в стороне от общего пути, эта гипотеза подверглась уничтожающей критике со стороны Ньютона и его последователей, то есть людей, определивших лицо науки своего времени. И как говорится, с водой едва не был выплеснут ребенок.

Ньютон считал, что регулируемая тяготением Солнечная система – продукт деятельности Творца. В этом он исходил из преувеличенной оценки неустойчивости системы, где возмущения со временем приводят якобы к резкому нарушению орбит. Кому же, кроме Творца, восстанавливать обычный порядок? За подобную идею его едко высмеивал Лейбниц, справедливо полагая, что Ньютон унижает Творца, низводя его до уровня плохого часовщика, не способного как следует смонтировать свои уникальные часы...

Объективным в Ньютоновой критике оказалось то, что в его времена (а тем более в годы создания Декартовых "Начал") было преждевременно ставить космогоническую проблему на повестку дня – во всяком случае, ставить ее в том духе, как в Ньютоновых "Началах" ставилась проблема описания движения планет. Потребовалось еще немало времени – примерно половина 18 столетия, чтобы в закон всемирного тяготения поверили по-настоящему, осознали, что с помощью точных математических уравнений можно рассчитывать положение небесных тел в далеком прошлом и в далеком будущем. И только после этого наука оказалась готова к первичной разработке колоссальной идеи о возможности описания естественной эволюции объектов – не только их движения, что было прямо доказано, но и их формирования. Здесь фактически лежат истоки величайшей революции уже в научном мировоззрении – впервые зародились подозрения, что можно познать не только движение готовых материальных тел, но и законы их естественного развития, то есть сами тела становились как бы переменными во времени процессами.

Разумеется, влияние самого передового тогда раздела науки – небесной механики – в этом пункте огромно. Но немалую роль играли и иные направления исследований.

В 1669 году датчанин Нильс Стенсен (1638– 1686), врач и естествоиспытатель, работавший во Флоренции, впервые объясняет строение геологического среза последовательностью событий, относящихся к различным эпохам.

В 18 веке происходит подлинное зарождение эволюционных концепций, связанное прежде всего с работами директора Парижского ботанического сада Жоржа Луи Леклерка Бюффона (1707 -1788), создателя грандиозной 36-томной "Естественной истории", где он впервые попытался дать единую картину развития Земли, растительного и животного мира, настаивая на изменчивости видов.

В 1749 году в "Теории Земли" Бюффон прямо говорит о нашей планете, как об эволюционизирующем объекте и даже определяет ее возраст примерно в 70 тыс. лет*. Он же выдвинул гипотезу о происхождении Земли из сгустка солнечной материи, вырванного внезапным ударом гигантской кометы. Эта первая модель в ряду так называемых "катастрофических теорий" находилась в оппозиции к картезианской картине, но важно было то, что возникновение планеты объяснялось здесь вполне естественной причиной.

*Впоследствии выяснилось, что Бюффон доводил возраст Земли до полумиллиона лет, но этот результат остался неопубликованным. Идеи Бюффона о возрасте Земли и о естественных трансформациях видов встретили весьма холодный прием у руководителей церкви, и уже в 1751 году он вынужден был отречься от своих результатов под угрозой отлучения...

Картезианская же космогоническая идея вспыхнула на новом более высоком уровне во "Всеобщей естественной истории и теории неба", изданной в 1755 году молодым немецким ученым Иммануилом Кантом (1724-1804), впоследствии выдающимся философом. Кант предположил, что Солнечная система развивается из туманности* – пылевой материи, первоначально рассеянной по всему ее объему. Туманность, вращаясь как целое вокруг центрального сгустка (будущего Солнца), постепенно конденсируется в отдельные планеты, которые тоже образуют как бы центры небольших туманностей, развивающихся в спутники. Очень интересно, что Кант увидел своеобразную иерархию таких процессов – планетные туманности выступают у него как относительно сконденсированные элементы галактического облака, а то, в свою очередь, как элемент еще большей туманности. Это было глубоким предчувствием лишь через много десятилетий установленной структуры Вселенной. Кант довел возраст Солнечной системы до миллионов лет.

* По латыни небула (nebula) – туманность. Отсюда и название модели Канта – небулярная гипотеза.

Такая же точка зрения была блестяще развита в лапласовском 2-томном труде "Изложение картины мира" (1796). Не останавливаясь на причине, приводящей туманность во вращение*, Лаплас показал, что это вращение совместно с силами тяготения в принципе способно привести к образованию планет. Сжатие туманности под действием гравитации ведет к ускорению вращения и сплющиванию всего облака. В дальнейшем начинается сброс вещества с очень быстро вращающегося экватора, и это вещество периодически выплескивается в форме газопылевых колец, которые, в свою очередь, конденсируются в планеты.

*Лаплас допускал, что первичный толчок к вращательному движению мог дать какой-то внешний фактор, скажем, находящаяся неподалеку звезда. В этом плане нельзя считать, что "небулярщики" с самого начала безоговорочно расходились с "катастрофистами".

Таким образом, к началу 19-го века возникло представление, что принципиально проблема строения и эволюции Солнечной системы решена в рамках ньютоновой механики. Оно поддерживалось и гершелевским открытием многочисленных туманностей – многие из них казались зародышами буквально на глазах образующихся планетных систем.

Отсюда понятна и сильная переоценка уровня и состояния науки, именуемая лапласовским детерминизмом.

Сам Лаплас восторженно писал: "Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее так же, как прошедшее, предстало бы перед его взором. Ум человеческий в совершенстве, которое он сумел придать астрономии, дает нам представление о слабом наброске того разума".

Иными словами, если записать полную систему уравнений Ньютона для всех тел Вселенной, учитывая все силы взаимодействия между ними и задавая начальные скорости и положения этих тел в какой-то момент времени, то никаких тайн не останется – все они будут заключаться в решениях этой грандиозной суперсистемы. "Бог" Лапласа – это просто некий суперкомпьютер, способный ее решить.

Разумеется, Лаплас и его современники понимали, что полная реализация этой программы – фантастика, но развитие науки все-таки мыслилось в ее рамках. Небесная механика становится общепризнанным лидером естествознания, нормируя своим образцом другие области.

"Правильность, которую обнаруживает нам астрономия,– пишет Лаплас,без всякого сомнения, имеет место во всех явлениях. Кривая, описанная молекулой воздуха или пара, определена так же точно, как и орбиты планет; разницу между ними делает только наше незнание".

Библейский творец остался в лапласовской Вселенной безработным. Ньютон думал, что Бог хоть несколько тысяч лет назад совершил доброе дело по строительству Солнечной системы. Лапласу он вообще не нужен – за рьяными деистами он оставляет право домысливать какие-то первотолчки. Единственно кому он готов молиться – тому самому Разуму, который справился бы с решением суперсистемы...

Небулярная картина Канта – Лапласа удерживала свои позиции до начала 20 века. Она в немалой степени стимулировала развитие общего эволюционного учения и в то же время накладывала на него отпечаток детерминистских иллюзий. Процесс освобождения от них и до сих пор не совсем завершен.

В 1809 году появляется "Философия зоологии" Жана Батиста Пьера Ламарка (1744-1829), где впервые формулируется целостная эволюционная теория живых организмов, идея образования растительного и животного мира из неорганической природы. Несмотря на некоторые наивные выводы и явную дань механистическим идеалам, Ламарк заложил настоящую основу для блистательного взлета биологии в последующее столетие. Его работа – как бы мост между Пьером Беллоном (1517-1574), впервые сопоставившим скелеты человека и других позвоночных, Карлом Линнеем (1707 -1778), включившим человека в отряд приматов, и дарвиновской теорией происхождения видов.

В середине 19 века эволюционная теория испытывает взлет, связанный с работами Чарльза Дарвина (1809-1882), Альфреда Рассела Уоллеса (1823– 1913) и Томаса Гексли (1825-1895). Человек окончательно входит в естественную систематику мира, не требуя особого акта творения и окончательно лишая Творца каких-либо функций.

Однако главный урок интенсивно развивающейся биологии был принят и понят не сразу. Ведь биология столкнула ученых с рассмотрением сверхсложных систем, требующих совсем иного подхода, чем системы механические. Физика до сих пор усваивает этот урок.

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.

ЧАСТЬ I: В ГЛУБИНАХ ВРЕМЕНИ

Глава 6: К НОВЫМ ГОРИЗОНТАМ

Дай человеку все, чего он желает,

то он в ту же минуту почувствует,

что это ВСЕ не есть ВСЕ.

И. Кант

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*. 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.

*Кстати, классификация материи по степеням ее "тонкости", грубо говоря, основывалась на силовой точке зрения. Естественно, что для продвижения тела сквозь глину и песок требуется больше усилий, чем в воде и тем более в воздухе. Отсюда вроде бы логично вытекала идея о каком-то особом космическом эфире, в котором без сопротивления движутся небесные тела.

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.

Разумеется, астрономия не была полностью изолирована от этого процесса. Например, роль хороших инструментов в астрономии была понята очень рано – обсерватории Тихо Браге и Гевелия, как, впрочем, и многие более древние обсерватории, тому порукой. Но вот создать на небе какие-то искусственные условия, скажем, обособить с помощью реальных операций звезду с одной планетой, чтобы подробно и без помех вывести закон их взаимодействия,– это было невозможно.

И все-таки такое обособление делалось, хотя инструментом для него служили не технические приспособления, а теоретические модели, сильно идеализирующие действительность, но именно тем и полезные.

Астроном всегда смотрел на небо сквозь линзу какой-то модели, хотя и не всегда осознавал это. Осознание наступило тогда, когда соответствующая методика реальной изоляции и неизбежной идеализации явлений стала естественным приемом в лабораториях физиков. Соответственно произошел сдвиг в философии – от концепции человека, пассивно созерцающего творение Божье или природу как вечный механизм, к человеку, познающему мир в особой форме активной практической деятельности, в том числе и себя как важный элемент биологической, социальной и культурной структур этого мира.

В целом эти сдвиги относятся к не столь уж давним временам. В начале же 19 века созерцательность астрономии сыграла немалую роль в "склейке" объективной реальности с механической моделью Вселенной, в укреплении лапласовского детерминизма. На преодоление этих барьеров под влиянием физики ушло более столетия.

Наряду с этим весьма тонким и общим влиянием очень интересно рассмотреть ряд конкретных фрагментов прямого взаимодействия физики и астрономии.

Оно имеет давнюю традицию – добытые на Земле сведения о веществе так или иначе всегда примерялись к космосу. Использовались в астрономии и многие элементарные приборы, предназначенные сначала для геометрических измерений в строительстве и в землемерии.

На рубеже Нового Времени крупнейшим физико-техническим вкладом в астрономию стал, конечно, телескоп. Впервые астроном почувствовал, что между его глазом и небесными телами стоит посредник, от совершенства которого в немалой степени зависят открытия. Впоследствии астрономия испытала целый ряд таких приборных преобразований – вплоть до появления в 20 веке радиотелескопов и счетчиков частиц космического излучения, необычайно расширивших диапазон космовидения.

Благодаря телескопам все ранее наблюдавшиеся объекты и их движения были просмотрены и измерены заново с гораздо более высокой точностью. Вообще высокая точность измерений стала играть в астрономии выдающуюся роль гораздо раньше, чем в иных областях познания, и в немалой степени послужила образцом для всех других наук. Ведь астрономия была, пожалуй, первой сферой человеческой деятельности, где стали формулироваться точные количественные законы. Поэтому мы можем реконструировать размеры античной Вселенной (от десятков тысяч до десятков миллионов километров), но совершенно не представляем себе размер, скажем, атомов Демокрита – Эпикура – Лукреция.

Уточнения координат небесных тел оказались особенно важны для проверки ньютоновской теории движения планет, а впоследствии сыграли решающую роль при обращении к звездам. Увеличение точности производит сильное впечатление. Напомним, что предельно малая погрешность наблюдений Тихо Браге и Гевелия составляла 0,5 угловых минуты. Джон Флемстид (1646-1719), основатель и первый директор Гринвичской обсерватории, за счет систематического применения специальных устройств довел ее до 10 угловых секунд, а Джеймс Брандлей (1692 – 1762) – до 4-6". В начале 19 века погрешность была доведена до 3", а в середине – до 1-2"!

Развитие наблюдений не сводилось к созданию все более мощных телескопов, совершенствовалась и вспомогательная техника, облегчающая определение координат. В середине 19 века был сделан крупнейший шаг объединение телескопа с фотоаппаратом, что резко упростило довольно нудный процесс текущей регистрации небесных событий. Это в определенной степени эквивалентно включению огромного резерва наблюдателей и дает возможность непрерывного – при должных погодных условиях – слежения за небом. В жизни вечных полуночников-астрономов наметилась тенденция к более человеческому режиму. С другой стороны, фотопластинки оказались отличной формой хранения объективной астрономической информации.

Эта линия достижений связана в основном с успехами техники. Но неменьшую роль сыграло и бурное развитие фундаментальных представлений о строении вещества.

Уже с конца 17 века астрономы пытались взглянуть на небо сквозь линзу новой, только зарождающейся физики. Именно в 17-м веке возникли механика, первые научные концепции света (волновая теория Гюйгенса и корпускулярная теория Ньютона) и вещества (атомно-молекулярные модели Бойля и Ньютона). Дальнейшие успехи физической оптики и моделей вещества в 18 и особенно в 19 веке позволили связать свойства вещества с характеристиками принимаемых световых сигналов. Стало ясно, что свет, попадающий в земной телескоп, несет информацию о состоянии далекой звезды – ее строении и химическом составе.

Так рождалась астрофизика – наука о строении небесных тел и происходящих на них процессах. Хотя ее истоки (в виде предварительной классификации звезд по блеску) относятся к античным временам, но более реальной датой ее рождения можно считать первые телескопические наблюдения Галилея, который высказал гипотезу о единой природе Земли и других планет. Здесь мы немного сосредоточим внимание на успешных попытках объединить телескоп с настоящей земной лабораторией, что позволило вести анализ строения и состава небесных тел так, словно их образцы доставлены на нашу планету.

История такого объединения начинается с открытия Ньютона, разложившего в 1666 году солнечный свет в разноцветный спектр с помощью стеклянной призмы. Закон зависимости преломления от цвета занял свое место в оптике и послужил Ньютону основой для корпускулярной модели света. Но в плане широкого практического применения это открытие оставалось в тени еще около двух столетий.

В 1802 году английский химик и физик, один из первооткрывателей инфракрасного и ультрафиолетового излучений Уильям Хайд Волластон (17661828) опубликовал небольшую заметку, где сообщил, что спектр солнечного света, пропущенного сквозь призму, содержит какие-то темные линии. Видимо, плохая оптика привела автора к неверному заключению, что линии зависят от яркости источника и вида призмы. На эту заметку никто, в том числе и автор, не обратил особого внимания.

И вот в 1814 году это явление переоткрыл молодой немецкий оптик Йозеф Фраунгофер (1787-1826), переоткрыл на совсем ином уровне. Фраунгофер, сын мастера-стекольщика, с детства занимался изготовлением оптических стекол и достиг в этом деле исключительного совершенства – его линзы и призмы составили, пожалуй, целую переходную эпоху между 18 веком и великолепной оптикой фирмы "Карл Цейсс", появившейся в последней четверти прошлого столетия.