Текст книги "Занимательно о космогонии"

Автор книги: Анатолий Томилин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 15 страниц)

Анатолий Николаевич Томилин
Занимательно о космогонии

Книга очерков о гипотезах, которые создавали люди, чтобы объяснить себе происхождение планет, звезд и галактик, а также о некоторых создателях этих гипотез – от древних философов и жрецов до современных астрономов, физиков и математиков.

Художник В. Ковынев

О небесах можно создать много отличающихся друг от друга гипотез, которые, однако, достаточно хорошо согласуются с явлениями.

Ф. Бэкон

Введение

«Космогония – наука о происхождении и развитии небесных тел и их систем; раздел астрономии» – так сказано в энциклопедии. А астрономия – самая древняя отрасль человеческого знания. Ее история тесно переплетается со всем процессом развития человеческого общества. В своей «Истории астрономии» выдающийся ученый и общественный деятель Голландии А. Паннекук пишет: «Если современный физик оглянется на своих предшественников, стоящих первыми у основания здания науки, он найдет таких же людей, как он сам, с аналогичными представлениями об эксперименте и теории, о причине и следствии (правда, это были первые, более сложные искания). Если же астроном посмотрит назад, на своих предшественников, он обнаружит вавилонских жрецов и прорицателей, греческих философов, мусульманских властителей, средневековых монахов, дворян и духовных лиц эпохи Возрождения и так далее, до тех пор, пока в лице ученых XVII и XVIII веков не встретит своих собратьев по профессии. Для всех них астрономия была не ограниченной отраслью науки, а учением о мире, тесно связанным с их мыслями и чувствами, со всем их мировоззрением в целом».

Во всей этой цитате трудно согласиться только с прошедшим временем. Астрономия (и, пожалуй, едва ли не в первую очередь интересующий нас ее раздел – космогония) не только «была», но и есть учение о мире, тесно связанное с мыслями и чувствами людей, со всем мировоззрением, поскольку оно являлось и является всегда отражением общественной жизни.

Пожалуй, ни одна другая наука не может похвастаться столь острым интересом к ее проблемам, к ее открытиям. Достаточно вспомнить те дискуссии и споры, которые периодически вспыхивают на страницах печати то по поводу каналов Марса, то по поводу таинственных сигналов из космоса, о неразгаданных «квазарах», о предполагаемых «черных» и «белых дырах» или… о фантастических кинофильмах, посвященных «воспоминаниям о будущем». Все это звенья одной цепи, состоящей из попыток определить, уточнить и конкретизировать систему своих взглядов на мир, на то, какое место в нем занимают отдельные явления и прежде всего такие, как рождение планет, звездных систем и галактик, и в каком соотношении это грандиозное действо находится с нашей с вами ролью в мире! Когда-то об этом должен задуматься каждый.

В обобщенной системе взглядов человека на мир, которая называется обычно мировоззрением, космогония занимает существенное место. Чисто умозрительная в прошлом, в наши дни она начинает основываться на фактах, оперировать данными наблюдений и с известной долей недоверия относиться к теориям, пусть даже блестящим по форме, но математически абстрактным и оторванным от практики астрономии.

После того как Г. Галилей, направив подзорную трубу на небо, положил начало первой революции в астрономии, прошло, в общем, не так уж и много лет. Но сегодня астрономия находится в состоянии второй революции, и важнейший ее раздел – космогония – набирает факты, пробует новую тактику.

Прокомментировать некоторые вопросы, связанные с изменением наших взглядов на проблемы космогонии, и является задачей данной книги.

Когда мир строили боги

От мифов к натурфилософии

Одна из самых древних известных сегодня моделей мира принадлежит, по-видимому, вавилонянам. Следом за нею идут египетская, индийская… Впрочем, корни их настолько далеко уходят в глубь времен, что споры о приоритете и выстраивание их в очередь просто неуместны.

Древние представления о мире, несмотря на тесную связь с мифами и деятельностью богов, прочно базировались на здравом смысле и отражали оседлый образ жизни древних людей. Жители Вавилона, коротавшие век между двумя большими реками Тигром и Евфратом, представляли Землю в виде выпуклого свода, уходящего своим основанием в воду. Землю и воду окружала «Великая Плотина Небес», на которую опирался купол неба.

Поселения древних египтян лежали в узком ущелье, протянувшемся с юга на север среди непроходимых песков Ливийской пустыни. Полноводный Нил в низовьях расширял ущелье до долины с широкой плодородной дельтой. По твердому убеждению жрецов – хранителей знаний – страна бога Ра (так иногда называли Египет) лежала в центре мира; в том месте, где Земля провисла, чтобы приготовить достойное ложе Нилу.

Две тысячи лет назад индийские брамины рассказывали своим ученикам о молочном море, в котором плавает черепаха. На спине ее – четыре слона. Повернувшись головами в стороны света, держат они на себе Землю. Замыкается мир кольцами черной кобры Шешу, тысяча голов которой служат опорой вселенной.

Как же так – мир един, а между тем вавилонская модель отличается от египетской, египетская от индийской и все они от греческой? Ну как бы вы представили себе целое, имея перед глазами ничтожную его часть? Наверное, по образу и подобию части?

Люди всегда интересовались происхождением и устройством окружающего мира. Кроме чисто прагматических побуждений, немалую роль в том играла и любознательность – одна из могучих сторон разума. Но чтобы удовлетворить эту потребность, нужны знания. А вот истинными знаниями о причинах явлений похвастаться предки не могли. Вот и приходилось им для объяснения непонятных, грандиозных и страшных природных феноменов прибегать к помощи сверхъестественных сил – сочинять мифы.

Конечно, значение мифов не ограничивается удовлетворением чисто познавательных потребностей общества. Мифология имеет глубокие социальные и исторические корни и является важнейшей составной частью всей духовной культуры. Но мы сознательно ограничимся избранным узким аспектом, имеющим отношение лишь к космогоническим воззрениям той эпохи религиозно-мифологического познания, которая предшествует научному или, вернее, сначала натурфилософскому взгляду на мир.

На заре цивилизации мифы заполняли пробелы в знаниях, смыкали, пусть фальшивыми, звеньями разорванную логическую цепь познания, давали возможность построить временную картину мира. Это было очень важной задачей, потому что решение ее позволяло определить человеку свое место во враждебном мире и обрести какую-то уверенность. Биологи не зря считают, что, когда живое существо сталкивается с неизвестным, в его организме возникает как бы напряжение, мешающее ему нормально функционировать. Снять это напряжение можно, только удовлетворив любопытство.

В представлении предков мир немногим отличался от местности, в которой располагался родной город или деревня. И строили его боги вполне человеческими методами из подручных материалов. Так, рассказывая о грандиозных деяниях богов, в своей основе мифы давали картины жизни того общества, в котором на самом деле жили поэты, авторы сказаний о богах и героях.

В течение всей истории цивилизации люди наводили свой порядок в природе, представляя себе устройство мира с позиций человеческой целесообразности и диктуя ему свои человеческие законы. Антропоцентризм живет в нас, несмотря на то, что разумом мы прекрасно понимаем всю его несостоятельность. Может быть, он исчезнет полностью, когда сверкающие корабли пришельцев опустятся на земные космодромы. А может быть, и не исчезнет. Просто человечество перенесет «центр мира» со своей планеты на другую с более высоким уровнем развития. И все тогда начнется сначала. Впрочем, шутка подобного рода звучит не слишком жизнерадостно.

Пока боги строили и благоустраивали мир, дел всем хватало. Но потом от нечего делать пришлось им начать заниматься людскими, мелкими для небожителей делами. От вынужденного безделья боги часто ссорились, пьянствовали на Олимпе и вмешивались в людские распри. В конце концов компания их стала носить довольно безалаберный характер. А между тем каждое утро без опозданий вслед за зарей всходило Солнце. Оно дарило людям тепло и свет независимо от делишек, которыми занимался Гелиос. Также и хранительница ночи Луна преисправно вела календарь, вовсе не заботясь о чувствах Селены, вздыхающей согласно мифам по Эндимиону. Получалось непреодолимое противоречие. С одной стороны, довольно бестолковая компания разлагающихся от безделья небожителей, с другой – стройная система мироздания с извечным нерушимым покоем. Не мудрено, что кое у кого стали возникать сомнения: «А могла ли вообще эта небесная публика создать такой стройный и такой целесообразный мир?»

И тут мы с вами оказываемся на пороге космогонии. Еще впереди отступления, виражи и зигзаги мысли. Еще поднимутся к ясному небу языки позорных костров и запахнет жареным. Но единожды посеянное семя сомнения даст такие буйные всходы, что никакие святые гербициды не помогут: вслед за временем мифов неизбежно придет время их отрицания.

Не нужно считать древних мудрецов глупее нас с вами только потому, что жили они тысячи лет назад и, не зная автомобиля и штанов, предпочитали ходить пешком и заворачивались в тоги. С самого начала они прекрасно понимали все преимущества гипотезы о божественном происхождении мира. Боги всемогущи и боги непознаваемы. А потому волю и деяния их, как точку, всегда пристойно поставить в конце любого объема знаний, не объясняя и в то же время не допуская сомнений. За богами стояла вера. Вера же сомнений не допускает. Таким образом, любые мифы были удобны прежде всего для целей объяснения, и они внесли свой вклад в мировую культуру. Надо заметить, что мифы удобны для объяснения другим, тем, кто не думает сам, кто нуждается в простых и готовых истинах, кто готов верить, а не мучиться сомнениями. Для собственного же понимания явлений нужна наука. И начинать этой науке пришлось, прежде чем строить модели мироздания, с поисков первоматерии: того вещества, которое способно преобразовываться во все вещи и в которое должно возвращаться все после своего конца.

Пожалуй, прежде чем переходить к изложению первых построений древних натурфилософов, неплохо бы подвести итог тому, что они знали, чем интересовались. Тогда легче будет судить о фактах, положенных в основу первых моделей мира.

Причин интересоваться явлениями, происходящими на небе, у предков было предостаточно. Жизнь текла довольно однообразно. И небесные феномены заменяли и книгу, и кино, и телевизор. Часть из них носила чисто утилитарный характер: измерение времени, ведение календаря и счета праздникам, ориентирование мореплавателей и путешественников. Другие касались воли богов, диктуемой звездам, и твердого убеждения о связи судьбы каждого человека с тем, что творилось у него над головой. И трудно сегодня сказать, что было, например, для древних греков важнее. Вы скажете: «Астрология – лженаука!» Но это мы с вами (две тысячи лет спустя!) знаем, что она лженаука. А предки-то этого и не подозревали!

Давайте ограничимся во времени, скажем, александрийским периодом развития греческой науки, это примерно II век нашей эры, и подведем некоторый итог астрономическим знаниям.

От халдеев, бывших прекрасными наблюдателями, древние греки получили бесчисленное множество фактов. Однако даже, составляя таблицы движения планет, вавилоняне, по-видимому, не испытывали потребностей в их объяснении. Жреческая наука занималась констатацией фактов. Другая картина у греков. Их наука была демократичной, и с самого начала, с Фалеса Милетского и ионийской школы, греческие философы стремились прежде всего к объяснению феноменов. В их числе были восход и заход Солнца и Луны, своенравное петляние блуждающих огоньков планет меж «неподвижными» звездами, а также упорядоченное вращение всего звездного неба. Занимали умы первых философов и причины затмений, причины лунных фаз, сама природа светил. Наконец, вопрос вопросов, от которого зависел исход всех остальных объяснений, – форма Земли и ее положение во вселенной. (Мы намеренно не упоминаем о первооснове, из которой состоял мир. Этот вопрос не менее важен, чем то, как мир устроен. Более того, именно он сыграл главную роль в разделении натурфилософов на непримиримые лагери материалистов и идеалистов. Но о первооснове лучше вспоминать при обсуждении соответствующих космогонических моделей. Так будет ближе к теме.)

Итак, первые древнегреческие мудрецы представляли себе Землю в форме диска с выступающими краями, плавающего на воде или повисшего неподвижно в воздухе. При этом, естественно, помещалась она в центре вселенной. Ограничивался мир сферой «неподвижных» звезд, которая равномерно вращалась вокруг невидимой оси, проходящей через полюсы. Один полюс находился в районе Полярной звезды; другой – где-то на юге. Сложнее обстояли дела с объяснением движения Солнца и Луны, поскольку, обегая Землю, они отставали от звезд. Кроме того, астрономы видели, что летом Солнце поднималось в полдень выше, а зимой ниже. Отделив ежедневное движение светила от годового, древние наблюдатели нанесли его путь на глобусы звездного неба и назвали его эклиптикой, а широкий пояс созвездий в окрестностях эклиптики – поясом Зодиака. По нему проходил месячный путь Луны и сложные дороги планет.

Рассуждая о природе небесных тел, древние мудрецы высказывали самые разнообразные предположения. Одни считали Солнце и Луну просто воспламеняющимися облаками, которые загорались с восходом и гасли на закате, уступая на следующий день место новым Солнцу и Луне. Существовало мнение, что Луна является сосудом, наполненным огнем. В зависимости от его положения к наблюдателю видны фазы: в полнолуние через горловину видна вся внутренняя освещенная часть, а в новолуние сосуд – Луна поворачивается к Земле темной внешней оболочкой. Много было разных суждений. Но наряду с явными нелепостями, на наш просвещенный взгляд, уже в V веке до нашей эры философ Анаксагор дал совершенно правильное объяснение и фазам Луны, и ее затмениям.

Вызывало неудовлетворение и представление Земли в виде плоской лепешки. Мореплаватели точно знали, что с приближением к родным берегам прибрежные утесы лишь постепенно встают из морских пучин. Знали они и то, что в других странах на чужом небе и звезды чужие. Эти факты требовали иного представления Земли. И вот примерно в VI веке до нашей эры в греческих городах – полисах образовывается пифагорейская школа. Несмотря на широкую известность имени основоположника о жизни и деятельности самого Пифагора, история практически не знает ничего достоверного. Даже знаменитая теорема, популярная среди школяров всех времен и народов, согласно последним изысканиям оказалась известной египетским землемерам за много лет до рождения Пифагора. Не осталось и ни строчки из сочинений этого философа и математика. Зато сомнений в существовании учеников, последователей и эпигонов Пифагора у истории нет. Оказалось, что ученики взяли от учителя все, кроме скромности, и трудов своих пифагорейцы оставили множество. Из них мы узнали, что Землю они считали шаром. Подозревать их в особой проницательности не стоит, потому что во многом это утверждение диктовалось не научными, а скорее идеологическими соображениями. Шар – сфера, а сфера считалась в древнем мире фигурой божественной и совершенной: ведь она абсолютно симметрична. А дальше подумайте сами: разве могли боги, создавая сердце вселенной – Землю, сотворить ее несовершенной? Богам это не пристало! Кроме таких важных соображений, были и другие, например, круглая тень от Земли на лике Луны во время затмения… Короче говоря, пифагорейцы твердо стояли на том, что Земля кругла и покоится в центре космоса. Вся остальная часть вселенной состояла, по их мнению, из прозрачных скорлупок-сфер, поддерживающих небесные светила.

Греки знали, что Солнце, Луна и все планеты движутся, отставая от вращающегося звездного неба, и потому распределили светила в соответствии со скоростями их движений. То была удачная догадка, позволившая разбить планеты на внешние и внутренние по отношению к Солнцу.

В пифагорейской системе было немало уязвимых мест. И мимо одного из них истинные философы не могли проходить равнодушно. Речь идет о том, почему в течение суток движение Солнца и планет совершается с востока на запад, в соответствии с вращением сферы неподвижных звезд, а годовое движение Солнца и планет происходит в противоположном направлении?

Сегодня мы с вами это прекрасно понимаем: причина в движении самой Земли. Но Земля пифагорейцев была неподвижной. И вот нашелся смельчак – Филолай, ученик и последователь Пифагора, который решился сдвинуть Землю с насиженного места и заставить ее вращаться. Филолай учил: «Мир един и начал образовываться с центра». Он рисовал перед своими учениками удивительную картину мироздания. В центре в отличие от предшественников философ помещал не Землю, а некий Центральный огонь – очаг вселенной, за которым присматривала богиня Гестия. Вокруг вели хороводы десять божественных тел: небо неподвижных звезд, пять планет, Солнце, Луна, Земля и Противоземля. Последняя представляла собой специальное небесное тело, которое помогало объяснять затмения Солнца, сберегало антиподов от ожогов и доводило общее количество небесных объектов до «совершенного» числа – десяти. Обратите внимание на этот пример сочетания гениального предвидения с устойчивым предрассудком о числовом и геометрическом совершенстве…

Осторожные последователи Филолая Противоземлю упразднили, Землю вернули в центр вселенной, а небесный огонь поместили внутрь Земли. Единственное, что они ей оставили, так это ее суточное вращение.

Первые построения имели огромное значение для дальнейшего развития науки. Конечно, системы вавилонских и египетских правил и таблицы позволяли предсказывать небесные явления значительно точнее, чем наивные древнегреческие модели. Но зато последние давали общее представление о строении вселенной, позволяли ощутить разумность ее устройства.

Дальше предстояло лишь найти наилучшую схему, с помощью которой удалось бы удовлетворительно объяснить все особенности наблюдаемых явлений. Одним из первых такую задачу попытался решить астроном и математик, врач и философ Евдокс Книдский, живший примерно в IV веке до нашей эры. Он составил схему из множества концентрических сфер, охватывающих, как капустные листья, Землю. Оси вращения этих сфер он расположил в разных направлениях так, чтобы движения нескольких скорлупок в сумме давали наблюдаемое движение светила.

«Чтобы создать хорошую теорию, мы должны располагать простыми принципами или допущениями и должны уметь вывести из них схему, достаточно разумно объясняющую все факты», – пишет профессор Принстонского университета Э. Роджерс. Правило, одинаково пригодное как для спекулятивного, так и для научного метода. И система Евдокса отвечала этим требованиям. У него было 27 сфер, движение которых достаточно хорошо имитировали наблюдаемые перемещения планет. Более поздние наблюдения и уточнения этих движений потребовали усложнения схемы Евдокса. И это было осуществлено простым добавлением числа сфер. Великолепный принцип! Упразднить его могла лишь более простая геометрическая схема, построенная на ином принципе.

К концу IV века до нашей эры философ школы перипатетиков Гераклид Понтийский предложил несколько иную модель мира. (Кстати, перипатетиками называли последователей Аристотеля, который, читая лекции, любил прогуливаться по Лицею в окружении учеников. От греческого слова περιπατεω – прохаживаюсь – и пошло название школы.) Наблюдая, как Меркурий и Венера постоянно обращаются возле Солнца, Гераклид провозгласил, что Земля вращается вокруг своей оси, а Солнце, хотя и обращается вокруг Земли, но имеет собственных спутников – Меркурий и Венеру. Это еще не новый принцип, но схема уже лежит прямо на границе с гипотезой Аристарха Самосского – несостоявшегося взлета гелиоцентризма.

Аристарх Самосский жил в Александрии. Сведения о нем в истории также очень скудны. Известно лишь, что преподавал он в Мусейоне в период царствования первых трех Птолемеев, примерно с 310 по 230 год до нашей эры и написал много работ. До нас дошла одна из них «О величине Солнца и Луны и о расстоянии между ними». Аристарх первым в истории древнего мира утверждает, что Солнце во много раз больше Земли. По-видимому, это предположение плюс наполовину гелиоцентрическое учение Гераклида и сыграло роль в зарождении у него новой идеи об устройстве мира. Аристарх построил первую гелиоцентрическую модель!

В чем же дело? Почему не произошло революции в астрономии и эра гелиоцентризма не наступила на 1800 лет раньше идей Н. Коперника? Увы, большинство виднейших философов выступили против идей Аристарха. Недостаточно создать подходящую гипотезу, нужно убедиться, что она соответствует фактам. Расчеты же по схеме александрийского философа, сохранившего круговые планетные орбиты, намного уступали по точности пусть более сложным, но и более близким к наблюдениям расчетам по схеме Евдокса. «Нужно спасать феномены», – говорил Гиппарх – величайший астроном античного мира, возвращаясь к геоцентризму и хрустальным сферам. Не могли простить современники Аристарху и того унижения, которое они испытывали, покидая вместе с Землей центр вселенной.