В нашей галактике

Вместо введения

Десятки тысячелетий люди смотрели на звездное небо. Десятки тысячелетий они могли наблюдать в ясные ночи Млечный Путь. Но лишь сравнительно недавно ученым стало окончательно ясно, что Млечный Путь — гигантское вращающееся скопление звезд. Скопление это имеет спиральную форму, содержит сотни миллиардов звезд и является лишь одним из многих островков мегамира, Вселенной. Эти острова называются галактиками.

Около двухсот лет назад с изобретением телескопов удалось начать систематическое исследование нашей Галактики. С полным правом мы связываем эту новую эру в астрономии с именем немецкого музыканта, переквалифицировавшегося в астронома, В. Гершеля. Но работы Гершеля были бы невозможны, если бы фундамент новой астрономии не заложили такие титаны, как Н. Коперник и Г. Галилей, И. Кеплер и И. Ньютон.

Ближе к внешней части нашей Галактики, между ее спиральными рукавами, находится Солнечная система, о которой и пойдет разговор в этой книге.

Путь к пониманию строения Солнечной системы был долгим. Он длился тысячелетия. И лишь около пятисот лет назад стали закладываться основы новой науки, которая теперь называется планетной космогонией. Время, когда это произошло, — одна из наиболее ярких страниц в истории науки и человеческой культуры.

Со второй половины XIV века в Европе началась великая эпоха, получившая название Возрождения. Новый этап, продолжавшийся около двухсот лет, подарил человечеству таких титанов культуры, как Леонардо да Винчи, Рафаэль Санти, Микеланджело Буонарроти, Бенвенуто Челлини, Шекспир. Энгельс писал, что «это был величайший прогрессивный переворот из всех пережитых до того времени человечеством, эпоха, которая нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености».

Не нужно думать, однако, что и жизнь и творчество гениальных художников времен Ренессанса были легки и безоблачны. Светская и в особенности духовная власть ожесточенно боролась с нарушениями любых канонов, и человек, выступивший против догматов католической церкви, рисковал собственной жизнью. Ханжество и самодурство всесильных властителей погубило многие бесценные картины. Небезызвестная Мария Медичи, жена Генриха IV, приказала уничтожить за непристойность «Леду» Микеланджело. От знаменитой «Леды» Леонардо остался лишь набросок с нее Рафаэля. У «Леды» Корреджио благочестивые ценители искусства вырезали лицо.

И все-таки писатели, художники и скульпторы рисковали гораздо меньше тех, кто осмеливался подвергнуть сомнению основные положения католицизма.

А такие люди были. Потому что это время совпало с рождением новой науки, с бурным развитием естествознания, и именно этот процесс с неизбежностью должен был пошатнуть устои римской церкви.

Вообще говоря, и историки и писатели несправедливы к ученым. Число томов, посвященных жизнеописанию и исследованию творчества Леонардо да Винчи и Микеланджело, во много десятков раз превышает то, что написали про Бруно и Коперника, Галилея и Ньютона. Читая до поздней ночи «Трех мушкетеров» и «Двадцать лет спустя», мы не задумываемся о том, что, когда д’Артаньян и его друзья пытались спасти от казни Карла I Стюарта, трехлетний Ньютон играл на ферме в Вульсторне. Миллионы людей знают об обстановке при дворе Людовика XIII и Людовика XIV, о герцоге Букингемском и Анне Австрийской, о кардинале Ришелье и мадам Бонасье, де Тревиле и Арамисе, но кто знает о том, что именно Людовик XIV финансировал созданную во время его правления Французскую академию наук — собрание «бессмертных»? Он даже пытался привлечь знаменитых иностранных ученых в Париж, чтобы приумножить славу и блеск французского двора, закрепить за собой репутацию величайшего монарха Европы.

Ему удалось пригласить из Голландии X. Гюйгенса, а из Италии — Д. Кассини, прославившегося наблюдениями Юпитера и Сатурна.

Конечно, писать о художниках, поэтах, композиторах легче, чем об ученых. Площади городов и дворцы, музеи и библиотеки, концертные залы и картинные галереи обеспечивают сопричастность к творчеству титанов прошлого миллионов людей. Писать о тех, кто перевернул наше миросознание, о тех, кто объяснил, как и почему именно таким образом, а не иначе устроен окружающий нас мир, очень трудная задача. За короткой строкой закона всемирного тяготения Ньютона, состоящей всего из нескольких символов, но объясняющей движение планет, комет и галактик, — десятилетия грандиозного труда.

Этот закон, как говорится, сухой остаток творчества ученого. Границы его применимости, его значение для понимания процессов, происходящих в мире, окружающем нас, может оценить далеко не каждый. Но влияние этого закона на все последующее развитие человеческой цивилизации огромно. То же самое можно сказать и об учении Н. Коперника, и о работах А. Эйнштейна.

Именно поэтому, чтобы понять значение переворота, происшедшего в науке в эпоху Возрождения, нужно сравнить систему мира, существовавшую со времен Аристотеля, с той, которая пришла ей на смену и открыла в конце концов путь к пониманию устройства и Солнечной системы, и Галактики, и Вселенной.

Итак, система мира, полностью принятая и, более того, канонизированная католической церковью, ведет свое начало от ученика Платона, великого мыслителя древности Аристотеля из Стагира (городка на побережье Македонии). Система мира Аристотеля, подкрепленная впоследствии трудами выдающегося астронома Птолемея, просуществовала почти две тысячи лет. Согласно этой системе Земля была центром Вселенной, так как все тяжелые частицы стремятся к центру, и именно здесь и образуется твердое тело нашей планеты. Легкие элементы — воздух и огонь — поднимаются в высокие слои, там они загораются, и тогда люди видят кометы и падающие звезды. Вечно движение небесных тел по сферам, окружающим неподвижную Землю, а Вселенная сферична и конечна.

Интересно, что сферичность Вселенной Аристотель аргументировал тем, что сфера — единственная совершенная геометрическая фигура, которая при вращении всегда занимает одно и то же место в пространстве. А чтобы сферы, окружающие Землю, вращались, должна была существовать некая движущая сила — это Аристотель прекрасно понимал. Он считал, что эта сила исходила из самой внешней по отношению к Земле сферы и «запускала» движение всех остальных.

Эта система получила название геоцентрической.

Не следует думать, что у древних идея Аристотеля не вызывала никаких возражений. Высказывались мысли о вращении Земли вокруг собственной оси, причем эти мысли принадлежали современникам Аристотеля. Но самый смелый шаг был сделан греческим математиком Аристархом Самосским вскоре после смерти Аристотеля. Он первым из греческих мыслителей расположил Солнце в центре мира, а Землю заставил вращаться вокруг Солнца. Этот факт доподлинно установлен, поскольку Архимед упоминает о нем в своем труде «Исчисление песчинок».

Гипотеза Аристарха Самосского не нашла единомышленников, поскольку астрономия в то время обладала небольшим количеством наблюдательных фактов. Потребовалось свыше полутора тысяч лет, чтобы она возродилась в знаменитой книге Коперника «О вращениях небесных сфер».

Творец гелиоцентрической системы Николай Коперник родился в семье польского купца в городе Торуне на Висле в 1473 году. Оставшись в десять лет без отца, он оказался на попечении брата матери — каноника Лукаша Ваченроде, который дал Николаю великолепное образование.

В Краковском университете, где учился Коперник, астрономию преподавал декан факультета искусств Войцех Брудзеевский, видный польский гуманист, математик и астроном. Он критиковал в своих лекциях учение Птолемея.

Биографы Коперника до сей поры ведут дискуссии о влиянии Брудзеевского на молодого студента.

Известна легенда о том, что именно Брудзеевский сообщил Николаю свои идеи о гелиоцентрической системе. Скорее всего это не так, и существуют исторические документы, опровергающие эту версию. Но ясно одно — преподаватели Краковского университета использовали в своих лекциях комментарии Брудзеевского к работам Аристотеля и Птолемея. Авторитет Брудзеевского был исключительно высок, и вполне возможно, что Николай Коперник увлекся астрономией во время своей учебы в Кракове.

Однако по окончании Краковского университета Коперник не получил ученой степени ни доктора, ни магистра и отправился продолжать образование в Италию в старейший в Европе Болонский университет. Именно там Коперник начал первые самостоятельные астрономические наблюдения, которые продолжил потом в Риме. Заметим, что уже в 1500 году он получил в Италии звание профессора математики. В 1503 году он получает степень доктора канонического права. Застенчивый и скромный поляк к этому времени в совершенстве знал древнегреческий язык и ознакомился с работами крупнейших ученых и философов того времени. Затем он вернулся в Польшу и занял должность канцлера капитула (совета при епископе) в небольшом городке Фромборке на берегу Вислинского залива.

По всей видимости, начиная с 1515 года он систематически разрабатывал новую систему мира и одновременно наблюдал движение небесных светил. Очень кратко основные положения, тезисы новой теории он изложил на двенадцати страницах рукописи, которую сейчас принято называть «Малым комментарием». Сам Коперник называл эти тезисы аксиомами.

Первые аксиомы гласили, что «не существует одного центра для всех небесных орбит или сфер, а… центр Земли не является центром мира. Все сферы движутся вокруг Солнца… Так что около Солнца находится центр мира».

В «Малом комментарии» нет каких-либо математических выкладок. Это была идеологическая квинтэссенция последующего гениального произведения «О вращении небесных сфер».

Требовалось немалое мужество, чтобы отказаться от учения Птолемея и Аристотеля в то время, когда за гораздо меньшую «ересь» инквизиция жестоко карала отступников.

Особенно для человека, который занимал должность в епископальном совете. Иногда пишут, что Коперник имел сан священника, но на самом деле в капитуле он занимал административную должность.

Коперник не делал тайны из своих идей, и уже в 1533 году отцы римской церкви и даже сам папа Клемент VII были ознакомлены с новым учением, и тем не менее Коперник долгое время не публиковал своей бессмертной книги. Первое издание появилось в год его смерти. Предисловие этой книги было обращено к новому владыке римской церкви папе Павлу III.

Основная идея Николая Коперника, состоявшая в том, что Земля не центр мира, не могла не прийти в противоречие с библейскими догмами. Глубокий философский смысл его учения наносил смертельный удар церкви. Не в церковных канонах содержалась теперь истина. Человек-творец показал, как устроен мир. И когда эта теория повлекла за собой сомнения в правильности и незыблемости церковных догм, Ватикан понял, какой чувствительный удар ему нанесен.

Интересно, что это случилось не сразу. Лишь в 1616 году, через шестнадцать лет после гибели Джордано Бруно, бессмертная книга Коперника была внесена в так называемый Индекс — список запрещенных книг. Спустя два века, в 1835 году, церковь исключила книгу Николая Коперника из Индекса.

Но еще до 1616 года нашлись люди, которые в полной мере поняли и, более того, показали всю глубину философского смысла учения Коперника. И конечно же, первым среди них был Джордано Бруно, называвший себя Ноланцем. Нола — небольшой городок в провинции Терра ди Лавора, неподалеку от которого в 1548 году родился Бруно, получивший при крещении имя Филипио. Впоследствии в монастыре он сменил это имя на Джордано, и нынче весь мир знает его как Джордано Бруно Ноланца. В Джордано счастливо сочетались несгибаемая сила духа и выдающиеся таланты. Он обладал феноменальной памятью, о чем писали многие его современники.

Когда в 1572 году Джордано Бруно получил сан священника, его вызвали из Неаполя в Рим продемонстрировать папе свои удивительные способности. Папский двор был потрясен, когда молодой монах читал предложенный ему текст и тут же повторял его вслух без единой ошибки. Он цитировал по памяти труды многих мыслителей. Бруно неустанно совершенствовал свое образование. И конечно же, для человека с такими способностями, с глубоким философским взглядом на жизнь, на окружающий мир не могли быть хоть в какой-то степени приемлемы методы «воспитания» людей римской церковью.

Когда юному Джордано было всего двенадцать лет, в Неополитанском королевстве произошли чудовищные события, связанные с действиями римской инквизиции по искоренению «ереси». Папские войска практически полностью истребили небольшую общину протестантов. Попавших в плен жгли, детей сбрасывали с городских башен. Историки не решились описать изощренные пытки, которым были подвергнуты шестьдесят захваченных в плен женщин. Ни одна из них не перенесла этих пыток.

Джордано Бруно не мог не знать обо всем этом. И бесспорно, что с самых юных лет в нем росли ненависть и недоверие не только к отцам церкви, но и к самому церковному учению.

Я специально сделал небольшой исторический экскурс, чтобы показать, в какой мрачной обстановке пришлось жить и творить одному из величайших мыслителей человечества.

Свои взгляды Бруно изложил в трех книгах, написанных в форме диалогов: «Пир на пепле», «О причине начала и едином» и «О бесконечности вселенной и мирах».

Именно здесь он и сформулировал новое научное миропонимание. Он много путешествовал, вернее сказать, скитался по Европе, спасаясь от преследований инквизиции, был в Англии, Франции и многих других странах, принимал там участие в философских диспутах. Поэтому учение его получило широкую известность.

И конечно же, нельзя считать, что Бруно лишь развил учение Коперника или обосновал его философски. Бруно — творец нового научного мировоззрения. Гениальное предвидение о бесконечности миров, «которые носятся в эфирном океане, подобно нашему миру», возрождение атомистической теории, создание новой картины космоса выдвигают Джордано Бруно в первые ряды величайших мыслителей.

Он был арестован по доносу своего знакомого и провел много месяцев в застенках инквизиции. Его жестоко пытали, но ни иезуитам, ни доминиканским монахам не удалось добиться от Бруно отказа от своих идей. 17 февраля 1600 года его вывели на римскую площадь Кампо ди Флоре — Площадь цветов, где уже было приготовлено два костра: один для священника-еретика Чиприани Кручиферо, другой для Бруно. Его привязали цепями и мокрыми веревками к железному столбу, у ног сложили его книги. Как только был зажжен костер, началось сильное землетрясение, словно сама природа гневалась на церковь за ее жестокость. Все биографы великого Ноланца единодушно отмечали его беспримерное мужество во время казни.

И сегодня, с бурным ростом научных знаний, мы как никогда можем оценить гениальные идеи Бруно о бесчисленности миров. В одной нашей Галактике миллиарды солнц. А сколько других галактик во Вселенной? Как они устроены? Как устроена наша Солнечная система? Как она возникла? Вопросов очень много. И далеко не на все можно дать сейчас исчерпывающие ответы.

Возьмем для примера вопрос о том, как возникли галактики. Здесь уместно вспомнить слова знаменитого астрофизика Ф. Хойла: «О происхождении галактик почти ничего не известно». Но ведь есть более простые иерархические подсистемы во Вселенной. К примеру, наша Солнечная система. Она и меньше и, казалось бы, проще, чем огромный звездный остров. Но и здесь более чем достаточно проблем, загадок, тайн. Мы очень много узнали о Солнечной системе за последние годы, но, право же, число нерешенных вопросов от этого не уменьшилось.

Астрофизики достаточно уверенно говорят о первых секундах рождения Вселенной — Большом взрыве, начале ее расширения. А вот о рождении Солнечной системы известно гораздо меньше, и существует много взаимоисключающих точек зрения. Наука хорошо знакома с подобными ситуациями.

Как это ни кажется парадоксальным, в начальные мгновения своего рождения Вселенная была достаточно проста. А вот как только мы пытаемся разобраться в более поздних событиях, происходивших в нашем мире, то сталкиваемся с очень серьезными затруднениями.

Хотя, казалось бы, к услугам современных ученых физика, как пишет в своих знаменитых лекциях Р. Фейнман, «самая фундаментальная из всех наук, самая всеобъемлющая». Справедливости ради отметим, что через несколько страниц он замечает: «Положение, в котором находится современная физика, следует считать ужасным». Но когда мы будем более подробно говорить о тайнах, загадках Солнечной системы, следует отдавать себе отчет, что дело здесь, конечно же, не в слабости современной физики. Мы просто плохо знаем историю семьи Солнца, и даже сегодня наши сведения о ней не назовешь исчерпывающими.