Драма Галилея и основание современной науки
Галилео Галилей: жизнь и творчество
Галилео Галилей родился в Пизе 15 февраля 1564 г. Его родители - Винченцо, музыкант и коммерсант, и Джулия Амманнати.
203
К 1581 г. относятся письменные сведения о Галилее - ученике пизанской школы. Он должен был стать врачом, но вместо этого отдается занятиям математикой под руководством Остилио Риччи, ученика математика Николо Тартальи, автора формулы для уравнений третьей степени. В 1585 г. Галилей пишет на латинском языке "Теоремы о центре тяжести твердых тел"; в 1586 г. - "Весы", в них очевидно влияние "божественного Архимеда": ученый не только исследует природу тел, но и просчитывает их удельный вес. "Весы" стали для Галилея "дебютом в научном мире". Одновременно ученый занимается и общегуманитарными проблемами, как о том свидетельствуют две лекции, прочитанные во Флорентийской академии в 1588 г. - "О форме, расположении и величине ада Данте" и "Размышления о Тассо" - примерно в 1590 г. В лекциях о Данте Галилей пытается защитить гипотезу Антонио Манетти о топографии ада. Интересен "способ защиты с целой серией геометрических проблем, решаемых Галилеем с четкостью опытного математика, прекрасно владеющего интерпретируемым текстом" (L. Geymonat). Назначенный благодаря поддержке кардинала Франческо дель Монте преподавателем математики в Пизе в 1589 г., в следующем, 1590 г. он пишет работу "О движении", где теория impetus'a (толчка), хотя и модифицированная, еще занимает центральное положение.
7 декабря 1592 г., приглашенный на преподавательскую работу в Падую, Галилей читает вступительную лекцию. Галилей проведет здесь 18 лет (до 1610 г.): это будут самые лучшие годы его жизни. Он преподает математику, комментирует "Альмагест" Птолемея и "Начала" Евклида. А между 1592 и 1593 гг. пишет "Краткую инструкцию по военной архитектуре", "Трактат о фортификациях" и "Механику". В 1597 г. появляется "Трактат о сфере, или Космография", где Галилей излагает геометрическую систему Птолемея. Из двух его писем (первое - к Джакопо Маццони от 30 мая 1597 г., второе - к Кеплеру от 4 августа 1597 г.) узнаем, что он в это время уже принял теорию Коперника. Галилей вращается в культурных кругах Падуи и Венеции; среди его друзей Джованфранческо Сагредо (знатный венецианец, занимающийся проблемами оптики), фра Паоло Сарпи и фра Фулдженцио Миканцио. В Венеции он сближается с Мариной Гамба, от брака с которой рождаются трое детей: Вирджиния, Ливия и Винченцо. В Падуе он завязывает дружбу с последователем Аристотеля Чезаре Кремонини. В 1606 г. публикует работу "Действия циркуля геометрического и военного". В 1609 г., узнав о подзорной трубе, Галилей сам ее конструирует, совершенствует и настраивает. Свои выдающиеся астрономические открытия он излагает в "Звездном вестнике" В 1610 г., после чего
эрцгерцог Козимо II Медичи назначил Галилея "экстраординарным математиком - исследователем города Пизы" - без обязанностей
205
постоянного присутствия на службе или занятиях - и "философом светлейшего герцога". Во Флоренции он продолжает астрономические исследования, но приверженность идеям Коперника начинает приносить ему первые неприятности. Между 1613 и 1615 гг. он пишет четыре знаменитых "коперниканских письма" об отношении науки и веры: одно - своему ученику, монаху-бенедиктинцу Бенедетто Кастелли; два - монсиньору Пьеру Дини и одно - великой герцогине Христине Лотарингской. Став жертвой доноса в Священную канцелярию и обвиненный в ереси из-за приверженности учению Коперника, в 1616 г. он предстал перед судом в Риме. Затем последовал запрет на преподавание, пока Галилей не отречется от теорий, поставленных ему в вину. В результате полемики с иезуитом Горацио Грасси о природе комет рождается эссе "Пробирных дел мастер", опубликованное в 1623 г. Сформулированная в ней теория комет впоследствии окажется ошибочной (Галилей утверждал, что кометы - это световые отблески на парах земного происхождения), однако в ней уже закладываются некоторые философскометодологические основания концепции Галилея.
В 1623 г. на папский престол взошел под именем Урбана III кардинал Маттео Барберини, друг Галилея, оказывавший поддержку ему и Кампанелле. С возродившейся надеждой Галилей пишет "Диалог о двух главнейших системах мира". Несмотря на предосторожности автора, не составляло большого труда понять, что новое сочинение активно защищает учение Коперника. В 1633 г. Галилей вновь подвергся суду, был осужден и принужден к клятвенному отречению. Пожизненное заключение ему сразу же заменили на ссылку, вначале в поместье его друга Асканио Пикколомини, архиепископа Сиены, который обращался с ним крайне уважительно, а впоследствии в его дом в Арчетри, где он не мог ни с кем встречаться и ничего писать, не получив предварительно на то разрешения. В уединении Галилей пишет свою наиболее оригинальную и выдающуюся работу "Рассуждения и математические доказательства по поводу двух новых наук", которые появятся в Лейдене в 1638 г. Позже Лагранж напишет: "Динамика - наука, полностью обязанная ученым новой эпохи. Галилей стал ее крестным отцом...
сделал первый важный шаг, открыв таким образом дорогу, новую и просторную, развитию механики как науки". Утешением Галилею в Арчетри было присутствие в течение небольшого периода времени дочери - монахини Марии Челесты (в миру Вирджинии). Она умерла 2 апреля 1634 г. в возрасте 33 лет. В письме к брату своей
206
невестки Джери Боккинери, служащему канцелярии правительства эрцгерцога, Галилей писал: "...безграничная печаль и меланхолия, абсолютная потеря аппетита, я ненавистен сам себе и постоянно слышу, как моя дорогая дочурка зовет меня". Об отношениях Галилея с дочерью, женщиной утонченнейших чувств и "высокого интеллекта", говорят ее письма, посланные отцу в Рим после его осуждения в 1633 г. Галилей не хотел, чтобы весть о его осуждении дошла до дочери. Но скрыть это не удалось. Узнав о случившемся, Мария Челеста 30 апреля отправляет отцу письмо: "Отец, я решила написать Вам сейчас, чтобы Вы знали, что я полностью разделяю Ваши горести, что, я надеюсь, должно принести Вам некоторое облегчение: я ни с кем не делилась, желая, чтобы все это осталось при мне..." В начале июля она пишет ему еще раз: "Дражайший синьор отец, теперь более, чем когда-либо, пришло время благоразумию, данному Вам Господом Богом, для перенесения ударов с той силой духа, которой требуют религия, профессия и
Ваш возраст. Благодаря большому жизненному опыту Вы вполне можете понять фальшь и непостоянство всего в этом мире и не придавать большого значения этим бурям, надеяться, что они скоро улягутся и сменятся на противоположное к Вашему успокоению". И еще, 16 июля: "Когда Ваша милость были в Риме, я мысленно говорила себе: если я заслужу такую милость, что он приедет в Сиену, с меня будет довольно, я смогу сказать, что он почти в моем доме; а теперь я страстно желаю, чтобы Вы были еще ближе". Оправившись от горя, Галилей возвращается к занятиям наукой и пишет свои великие "Рассуждения". В конце жизни Галилей потерял зрение, болезни не оставляли его. В присутствии своих учеников Винченцо Вивиани и Эванджелиста Торричелли, ночью 8 января 1642 г., как мы читаем в "Историческом повествовании" Вивиани, "с философской и христианской стойкостью Галилей отдал душу Создателю. Она отправилась, можно думать, наслаждаться и восхищаться теми вечными нетленными чудесами, которые с помощью хрупкого механизма, ненасытно и нетерпеливо, хотел приблизить Галилей к глазам смертных".
Галилей и вера в подзорную трубу
В 1597 г. в письме к Кеплеру Галилей сообщает, что он примкнул "уже много лет назад...
к учению Коперника"; "отталкиваясь от него, я вскрыл причины многих природных явлений, доселе, вне всякого сомнения, необъяснимых. Я уже подготовил в письменном
207
виде много доказательств, опровержении контраргументов, но до сих пор не решался опубликовать их, напуганный судьбой Коперника, нашего учителя". В 1609 г., направив подзорную трубу в сторону неба, Галилей начинает накапливать доказательства, которые, с одной стороны, наносят точные и решительные удары по картине мира АристотеляПтолемея, а с другой - устраняют все, мешающее принятию системы Коперника, и таким образом усиливает поддержку. Весной 1609 г. Галилей узнает, что "некий Фьямминго сконструировал прибор, благодаря которому наблюдаемые объекты, хотя и очень удаленные от глаз наблюдателя, были четко видны, как если бы находились на близком расстоянии". Вскоре он получает подтверждение этому в известии из Парижа, от своего бывшего ученика Джакопо Бадовере, "и это стало причиной, подтолкнувшей меня полностью отдаться поискам средств, с помощью которых я бы смог изобрести подобный инструмент". Галилей изготавливает трубу из свинца, к концам которой он прикрепляет две линзы, "обе с одной стороны плоские, а с другой одна - выпуклая, а другая - вогнутая; приблизив глаз к вогнутой линзе, я заметил, что предметы значительно увеличены и кажутся ближе - в три раза ближе и в девять раз больше, чем они представляются нам, когда мы смотрим на них невооруженным глазом. После этого я изготовил другую трубу, более точную, которая увеличивала предметы в шестьдесят раз". Наконец, пишет Галилей, "не жалея труда и средств, я сконструировал столь превосходный инструмент, что с его помощью наблюдаемые предметы представляются в тысячу раз более крупными и более чем в тридцать раз ближе, чем если смотреть на них невооруженным глазом. Сколько и
каковы преимущества, предоставляемые этим инструментом как на земле, так и на море, излишне перечислять". 25 августа 1609 г. Галилей представляет правительству Венеции этот аппарат как свое изобретение. Произведенное впечатление было столь сильным, что Галилею было предложено увеличение годового жалования от 500 до 1000 флоринов и сделано предложение о возобновлении контракта на преподавание, срок действия которого истекал в следующем году.
Как заметил Васко Ронки, изобретение подзорной трубы голландцами или, еще раньше, итальянцами, или вторичное ее создание 1 алилеем сами по себе не представляют ничего исключительного. Что действительно интересно, так это то, что Галилей ввел подзорную трубу в научный обиход, использовав ее как инструмент для научных исследований, как средство усиления наших чувств. "Наиболь-
208
ший интерес в этой истории (с подзорной трубой) - не в медленном и, если хотите, заурядном сотрудничестве умельцев, без особых усилий предоставивших в распоряжение человечества новый инструмент, но в логичном процессе изменения менталитета научного мира, который сначала знать не хотел об этом новшестве, а кончил тем, что признал в нем настоящее сокровище, превратив в один из мощных ресурсов познания мира" (В. Ронки). Философия средневековья не знала линз для очков: они будут изучены позже Франческо Мавроликом, но лишь Джамбаттиста делла Порта своей "Естественной магией" (1589) сделал линзы предметом не только ремесленников, но и философии. Как Порта, так и Кеплер (в работе "Добавления к Вителлию", 1604) "прошли рядом с подзорной трубой, даже написали кое-что, из чего можно заключить, что они почти открыли, но так и не сконструировали ее". Линзам не доверяли, думали, что они "обманывают", преобладало мнение, что данных нам Богом глаз достаточно, чтобы видеть, и нет необходимости в "усовершенствованиях". Кроме того, существовало глубокое предубеждение со стороны академических и церковных кругов по отношению к механическим искусствам. Еще долго выражение "низкий механик" будет расцениваться как оскорбление. 28 августа 1609 г., т.е. четыре дня спустя после презентации подзорной трубы Галилеем дожу Леонардо Донато, Порта написал из Неаполя письмо Федерико Чези, основателю академии Линчей: "Что касается секрета трубы, то это надувательство, все взято из моей книги "О рефракции", и я опишу его, и если Ваше Превосходительство захочет, чтобы она была сделана, то к Вашему удовольствию это будет исполнено".
Величие Галилея, кроме прочего, заключается в преодолении эпистемологических барьеров, перекрывавших дорогу последующим исследованиям. Военных не смутило новшество, но просвещенная публика отказала в доверии подзорной трубе. Так, например, говорили, что получаемые с ее помощью образы малоубедительны. Галилей же уверяет Маттео Кароцио, что он испытывал свой телескоп "сто тысяч раз на сотне тысяч звезд и различных предметах". Наблюдение этих "различных предметов, - пишет Geymonat, - убеждало в точности инструмента; наблюдение звезд - доказательство его важности". И, что важно, поверил в научную ценность телескопа как решающего орудия в борьбе систем Птолемея и Коперника; поверил "в инструмент, рожденный в среде "механиков", совершенствуемый только практическим путем, отчасти при-
209
нятыи в военных кругах, но неизвестный или даже презираемый академической и официальной наукой" (Паоло Росси). Друг Галилея Кремонини из Падуи, последователь Аристотеля, не захотел даже взглянуть на трубу ("восхищение стеклами совсем
заморочило мне голову; хватит, я не хочу больше ничего об этом знать"). Но Галилей навел трубу на небо, что нам покажется обыкновенным действием, разумным и нормальным, однако в те времена это было равносильно тому, как если бы в наши дни известный врач-клиницист стал использовать пиявки для лечения воспаления легких: для большей части ученых это было "неразумно". И когда Галилей увидел горы и долины на Луне, он сразу понял, что теперь возможно решительное беспрецедентное наступление против перипатетиков. Галилей превратил подзорную трубу из предмета, не имеющего никакого научного значения, в решающий элемент знания. В его руках или, скорее, в познавательных проектах она обретает качественно иное значение. В отличие от Кеплера Галилей верил (хотя для кого-то и неразумно) в подзорную трубу. Он видел в ней средство увеличения возможностей человеческих глаз: "Даже звезды, которые обычно недоступны нашему зрению из-за их малых размеров и слабости нашего зрения, можно увидеть с помощью этого инструмента". И еще: "Мы бы хотели... сделать наши глаза мерилом всех светил, так что если мы не видим какие-либо светящиеся объекты, то не следует ли сказать, что свет от них не доходит до нас? А может, эти звезды видят орлы или рыси, а нашему слабому зрению они остаются недоступны?" Недостаточно смотреть, "следует смотреть глазами, хотящими видеть, которые верят в то, что видят, и которые верят, что видят вещи, наделенные смыслом" (В. Ронки).
"Звездный вестник" и подтверждение системы Коперника
12 марта 1610 г. Галилей издает в Венеции "Звездный вестник". В начале работы он пишет: "Велико значение вопросов, предлагаемых мной в этом кратком трактате вниманию и изучению исследователей природы. Велико как по исключительности самого материала, так и по его новизне, поскольку ранее эти вопросы никогда не поднимались, а также из-за инструмента, благодаря которому рассматриваемые предметы впервые открылись нашему взору". Темы, поднимаемые Галилеем в трактате, следующие: 1) добавление к множеству неподвижных звезд, видных и невооруженным глазом, "других многочисленных звезд, никогда ранее не замечаемых". Итак, все-
210
ленная становится больше; 2) "с уверенностью, происходящей от чувственного опыта, можно утверждать, что Луна имеет поверхность не ровную и гладкую, а шероховатую и, как поверхность Земли, имеет возвышения, глубокие долины и извилистые тропы". И это важная информация, поскольку она разрушает представление о различии между земными и небесными телами, которое служило незыблемой основой космологии Аристотеля - Птолемея; 3) Галактика - "не что иное, как масса многочисленных звезд, рассеянных в виде скоплений; и в какую сторону ни направить подзорную трубу, сразу открывается огромное количество звезд...". На основе этого наблюдения Галилей утверждает, что разрешены "с наглядной силой все споры, которые в течение веков мучили философа, и мы освобождены от многословных дискуссий"; 4) "кроме того (что самое удивительное), звезды, именуемые до сегодняшнего дня астрономами туманностями, являются скоплениями маленьких звезд, рассеянных удивительным образом"; 5) но самое важное в "Звездном вестнике" Галилея - открытие спутников Юпитера (которые в честь Козимо II