Научная революция (от Коперника до Ньютона)

Вайнберг отмечает, что научную революцию ХVI-ХVII вв. не стоит абсолютизировать. С одной стороны, научный прогресс начался еще в Высокое Средневековье, а с другой, даже величайшие ученые наступившей эпохи не расстались с мистикой: Галилей составлял гороскопы, даже если за них не платили, Ньютон объяснял свечение звезд и устойчивость Солнечной системы напрямую Господней волей, и т.д. Некоторые историки на этом основании делают вывод, что революции не было, была эволюция. Вайнберг с этим не согласен. «За исключением нескольких очень ярких греческих ученых, вся наука до XVI в. кажется мне совершенно непохожей на то, с чем я ежедневно сталкиваюсь в своей работе или с тем, что я вижу в работах своих коллег. До научной революции наука была насыщена религией и тем, что мы сейчас называем философией; кроме того, все еще не был выработан математический аппарат. После XVII в. в физике и астрономии я чувствую себя как дома. Я узнаю многие черты науки моего времени: поиск объективных законов, выраженных математически, которые позволяют предсказывать широкий спектр явлений и подтверждены сравнением этих предсказаний с наблюдением и экспериментом». Полагаю, Вайнбергу, прочитавшему эти тексты глазами современного физика, виднее, чем каким угодно историкам – Авт.

В эпоху научной революции мысль, что опыт является необходимым источником знания, постепенно завоевывает умы. Рупором ее стал Ф. Бэкон, хотя сам он не поставил ни одного эксперимента, и Вайнберг считает его роль в научной революции преувеличенной. Во всяком случае, Галилей начал свои опыты без всякого Ф. Бэкона, а опыты Леонардо были почти на столетие раньше. Т.е. идея о важности опытного знания носилась в воздухе, а не была поведана Ф. Бэконом замершему в изумлении человечеству. Тем более что, будучи только философом, а не практиком, он впадал в крайности, отвергая вообще всякое теоретизирование.

Галилей открывал собой целую плеяду блестящих экспериментаторов. Гюйгенс (который даже учитывал погрешности экспериментов, хоть общепринятой практикой это станет лишь к началу XX в.), Торричелли, Паскаль, Бойль… В опытах Бойля, откачивавшего воздух из сосуда и таким образом установившего, что воздух необходим для горения, поддержания жизни и распространения звука, Вайнберг видит новый подход к исследованию природы: не довольствоваться наблюдением и воспроизведением встречающихся в жизни ситуаций, а смело ставить природу в сколь угодно искусственные условия и смотреть, как она себя поведет. Это понимание, что никакой фундаментальной разницы между естественным и искусственным нет, которого не было у Аристотеля и его последователей.

Галилей в работе «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых наук», обсуждая падение тел, говорит, что принцип «скорость падения не зависит от массы» выполняется хотя и не строго, но гораздо лучше, чем аристотелевский «скорость падения пропорциональна массе». Вайнберг видит в этом понимание того важного факта, что физика работает с приближениями, и отказ от погони за химерой абсолютной точности, которой пытались достичь греки, дедуктивно выводя свои физические построения из аксиом.

Гюйгенс в «Трактате о свете» декларирует, что утверждения трактата не выводятся, как в геометрии, из аксиом, принятых в силу своей очевидности. Сделанные предположения подтверждаются наблюдаемыми следствиями из них. Вайнберг отмечает, что и это уже не античная погоня за лаврами Евклида, а вполне современная методология физики.

Кроме метода, преобразуется и понятийный аппарат. Наука постепенно очищается от «духов», «предназначений» и прочей метафизики. Декарт, по Вайнбергу, «отвергает действие сверхъестественных сил на расстоянии – вещи взаимодействуют друг с другом путем непосредственных толчков или тяги». В этом можно усмотреть впадение в крайность – так можно объявить «сверхъестественной силой» магнетизм или гравитацию, и Вайнберг указывает, что возражение сторонников Декарта против теории тяготения Ньютона в том и состояло, что сила, мол, не может действовать через пустоту. При желании можно, напротив, сказать, что в своем неприятии взаимодействия через пустоту Декарт оказался в итоге прав – ведь взаимодействия передаются вполне материальными полями и с вполне конечной скоростью, – и вместо ошибки усмотреть здесь гениальное предвидение. Но даже если это был самый наивный «механический» взгляд, как идеологический противовес средневековой мистике он был полезен. А крайности при революциях – вещь обычная. Рьяно устремившись на противоположный полюс и обнаружив, что там, в общем, тоже холодно, человек обретает взвешенную позицию, обогащенную знанием обоих полюсов – Авт. Другой пример: открыв, что планета движется медленнее, когда находится дальше от Солнца, Кеплер пришел к выводу, что причина этого движения – «вещественная» сила со стороны Солнца, а не «дух», который, по мысли Кеплера, не должен зависеть от расстояния.

Наконец, законы Ньютона вместе с законом всемирного тяготения дали действующий поныне образец того, какой должна быть физическая теория: набор нескольких простых количественных законов, объясняющих широкий спектр явлений.

Если говорить о научном инструментарии, в этот период возникает многое из того, без чего невозможно представить себе современную физику: алгебраические формулы и их преобразования (Декарт), аналитическая геометрия (снова Декарт), дифференциальное и интегральное исчисление (Ньютон и Лейбниц).

Конечно, нельзя сказать, что во времена Ньютона физика обрела современный вид. Еще не стало общепринятой практикой учитывать погрешности расчетов и измерений. Еще не существовало международных единиц длины и массы, так что результаты измерений часто публиковались как пропорции «средняя плотность Земли равна 5.48 плотности воды»). Матан еще только начинался и не был толком обоснован. Еще не придумали векторов. Вообще, много чего еще не придумали, а тот же Ньютон гораздо больше пользовался геометрией, чем алгеброй. Но с высоты птичьего полета после Ньютона наука стала уже достаточно похожей на то, что она есть сейчас. И на этом Шахерезада прекращает дозволенные речи.

Подводя итоги, Вайнберг констатирует, что передовая наука никогда не соответствовала представлению философов о том, как следует постигать истину. На этом основании он говорит (с. 249), что попытки теоретически вывести правила научного поиска бесплодны. Эти правила вырабатываются опытом научных исследований и больше никак.