Наука в свободном обществе

Во-первых, общие разговоры о «революции в астрономии» следует заменить анализом отдельных составляющих ее элементов. Следует различать:

1. Ситуацию в космологии;

2. ...в физике;

3. ...в астрономии;

4. ...с астрономическими таблицами;

5. ...в оптике;

6. ...в теологии.

Эти различия не являются достаточно «четкими», они выражают реальную историческую ситуацию. Например, 1 зависела от 2, но не полностью, что стало ясно в XVII столетии. 3 зависела от 1 и 2, а также от 5; 4 зависела от 3, однако нужна была некоторая дополнительная информация. Наконец, 6 задавала границы для 1 и 2, но не для 3.

Эта ситуация была отражена в учебниках. Сакробоско ^{2} и его подражатели давали набросок 1, едва упоминали 2, предлагали истолкование основных кругов неба для 3 и полностью опускали 4, 5 и 6. Руководства по астрономии, как и великолепное сочинение самого Птолемея, содержали 3 и 4, однако упоминали лишь немногие элементы 1 и 2, да и то весьма поверхностно. То же самое относится и к 5. В учебниках по физике рассматривали 2, элементы 1, но не 3, 4, 5 и 6. Философы разъясняли, что задачей 2 является истинное описание процессов, происходящих в мире, и управляющих ими законов, в то время как задача 3 — обеспечивать правильные предсказания, насколько это возможно. Астроном, как говорили, не имеет дела с истиной, он имеет дело с предсказаниями [27] . Он не может сказать, что используемые им идеи истинны, он довольствуется тем, что они позволяют делать эти предсказания. Было много мыслителей, главным образом среди арабов, которые пытались дать физические объяснения успешности некоторых астрономических средств. Их можно в некотором отношении сравнить с теми учеными, которые пытались объяснить законы феноменологической термодинамики с помощью атомной теории.

27

Более подробное рассмотрение и многочисленные цитаты см. в работе П. Дюгема [22].

Фундаментальным допущением космологии (1) была идея центрально-симметричного универсума — в центре находится Земля, окруженная множеством сфер, включая сферу неподвижных звезд. Земля неподвижна, она не вращается вокруг оси и не совершает никаких иных движений. В этом универсуме существует два вида основных движений: подлунные движения, т.е. движения вещей под Луной, и надлунные движения, т.е. движения вещей над Луной. Ненасильственные ( undisturbed ) подлунные движения зависят от движущихся элементов: огонь и воздух стремятся вверх, вода и земля — вниз, хотя и с разной интенсивностью. Движения «смешанных» тел определяются количественным соотношением содержащихся в них элементов [28] . Все надлунные движения являются круговыми. Аргументы для таких утверждений находили в работе Аристотеля «О небе» и повторяли их без особых изменений в учебниках [29] .

28

Согласно этой интересной теории, тело определено не своей субстанцией, а своим движением.Современная физика элементарных частиц принимает этот подход.

29

См.: Т. Кун [111].

Фундаментальные допущения физики (2) состояли в том, что каждый объект состоит из материи и формы, что изменение включает в себя изменение формы, что оно обусловлено внешним влиянием (в отсутствие внешних влияний каждая вещь остается неизменной) и изменение пропорционально интенсивности этого влияния (и обратно пропорционально силе сопротивления). Эти допущения были включены в «Физику» Аристотеля и без значительных изменений воспроизводились в последующих учебниках [30] .

30

Однако многие спорные вопросы обсуждались в комментариях. См.: М. Клэджет [16].

Теория движения аристотелевской физики охватывала не только перемещение, но также все виды изменений. Она использовалась и до сих пор используется в таких областях, как биология, медицина, физиология, бактериология, для обнаружения «разрушающихся сущностей» — птичьих яиц, бактерий, вирусов и т.п. Ньютоновский закон инерции не может нам помочь в этих областях.

Здесь фундаментальные допущения опять-таки подкрепляются аргументами, которые являются либо эмпирическими, либо логическими, либо соединяют в себе черты тех и других. Эти аргументы призваны показать, что точка зрения на мир, выражаемая в нашем восприятии и закрепленная в нашем языке, по сути своей верна, хотясуществуют отклонения, которые нужно исследовать и устранять. Позиция здравого смысла не просто постулируется. Существуют аргументы, показывающие, почему она может быть истинной. Подробности будут разъяснены в следующем разделе.

Фундаментальные допущения астрономии (3) показаны на приведенной выше модели. Венера, Марс, Юпитер и Сатурн движутся по малому кругу, называемому эпициклом, центр которого движется по большому кругу, называемому дифферентом. Движение по дифференту происходит с постоянной угловой скоростью, но не вокруг его центра, а вокруг точки Е, называемой эквантом. Планета рассматривается с Земли Т, удаленной от центра на такое же расстояние, как Е, но только с другой стороны. Она движения по своему эпициклу с постоянной угловой скоростью так, что радиус-вектор, проведенный от центра эпицикла к планете, остается параллельным значению долготы Солнца. Существует одна такая схема с различными константами для каждой из четырех упомянутых планет. Движение Солнца, Луны и Меркурия рассматривается иным образом. Широты планет определяются независимо от этого в соответствии со схемой, которую я здесь опускаю.

Было показано [31] , что при заданных собственных константах эта схема «способна описывать видимое движение планет с точностью, превосходящей 6’... за исключением Меркурия, для которого требовался особый расчет, а также планеты Марс, у которой обнаруживались отклонения от теории до 30'. Несомненно, это было лучше, чем точность 10’, к которой стремился Коперник в своей теории». Его теорию было трудно проверить в этом отношении, в частности, из-за того, что во времена Коперника не учитывали рефракцию (почти 1 градус невысоко над горизонтом) и эмпирические основания для предсказаний были совершенно неудовлетворительны.

31

Д. Прайс [136] При заданных собственных константах эта схема «способна описывать видимое движение планет», с. 197—218. О многосторонности схемы Птолемея см. также: Хэнсон, [89], с. 150-158.

Вычисления таблиц (4) требовало дополнительных констант, в частности широты, на которой находился пункт наблюдения. Таким образом, таблицы могли содержать ошибки, в которых нельзя было обвинить основную теорию. Птолемеевские предсказания часто оказывались неверными вследствие ошибочного выбора констант, поэтому было бы неразумно отбросить астрономию (3) из-за ее серьезных расхождений с наблюдениями.

Оптика (5) вошла в астрономию только вместе с телескопом. Об этом подробно было сказано в ПМ. Дополнительные подробности будут приведены в следующем разделе.

Теология (6) почти не упоминается современными философами, хотя в спорах того времени она играла решающую роль. Позиция Церкви вовсе не была столь догматичной, как часто утверждают. Интерпретации отрывков из Библии были изменены в свете полученных ранее научных результатов. Все считали Землю сферической и свободно парящей в пространстве, несмотря на то что Библия говорила совершенно иное. Аргументы коперниканцев, включая и аргументы Галилея, просто не считались решающими. Они и не были решающими, как показано в ПМ. Библия все еще имела большое значение даже для Ньютона, который использовал слово Божие для исследования Божественного плана [32] . Соответствие Божественному слову, выраженному в Священном Писании, в XVI столетии было важным и общепринятым граничным условием физического исследования.

32

См.: Ф. Мануэль [119], где даны ссылки на дополнительную литературу. См. также главу о Ньютоне в работе А. Койре «От замкнутого мира к бесконечной вселенной» [107].

Это был стандарт, сравнимый с «современным» стандартом экспериментальной точности.

Существовало три главных аргумента против движения Земли. Первый аргумент, так называемый «аргумент башни» (и аналогичные аргументы), исходил из физики. Он был рассмотрен в ПМ. Этот аргумент опирался на аристотелевскую теорию движения, имевшую экспериментальное подтверждение.

Второй аргумент, упомянутый уже Аристотелем, ссылался на параллакс: если Земля движется вокруг Солнца, то ее движение должно проявляться в изменениях местоположений звезд. Но такие изменения не наблюдались.

Третий аргумент заключался в том, что движение Земли противоречит Библии. В спорах, связанных с Коперником, использовались все эти три аргумента, но первый и третий считались более важным, чем второй.

Сегодня у нас имеются следующие теории перехода от Птолемея/Аристотеля к Копернику/Галилею.

1. Наивный эмпиризм: в Средние века все внимание было поглощено Библией, но когда люди подняли голову и стали всматриваться в небеса, они обнаружили, что мир не таков, как им представлялось. Теперь эта концепция почти исчезла. Лишь иногда можно обнаружить ее следы в книгах по истории литературы.