Стивен Вайнберг - Пояснюючи світ

Помер Ґалілей у 1642 році, усе ще перебуваючи під домашнім арештом в Арчетрі. Книжки, подібні до Ґалілеєвих, що захищали систему Коперника, залишалися в переліку заборонених Католицькою церквою аж до 1835 року, хоча ще задовго до того астрономія Коперника була широко визнана в більшості католицьких, а також протестантських країн. У XIX столітті Церква реабілітувала Ґалілея28. У 1979 році папа Іоанн-Павло II відгукнувся про «Лист до Крістіни» Ґалілея як про такий, що «сформулював важливі норми епістемологічного характеру, необхідні для примирення Святого Письма з наукою»29. Була скликана спеціальна комісія, щоб переглянути справу Ґалілея, яка відзвітувала, що тоді Церква припустилася помилки. Папа на це відповів: «Помилкою теологів того часу, коли вони захищали ідею про центральну роль Землі, було думати, що наше розуміння побудови фізичного світу якось диктується Святим Письмом у буквальному сенсі»30.

Особисто я вважаю, що це не зовсім правильно. Церква, звісно, не може уникати знання, яке сьогодні поділяють всі, і має визнати, що помилялася в питанні щодо руху Землі. Але припустімо, що Церква мала рацію щодо астрономії, а Ґалілей помилявся. У такому разі Церква все одно тоді помилялася б, засуджуючи Ґалілея до ув’язнення й забороняючи йому публікуватися, так само, як вона помилялася, спаливши Джордано Бруно, яким би страшним єретиком він не був31. На щастя, хоч я не знаю, чи це усвідомила Церква, сьогодні вона й подумати не може про такі свої дії. За винятком тих ісламських країн, де все ще карають за богохульство чи віровідступництво, світ загалом засвоїв урок, що уряди, правителі та релігійні авторитети не мають права встановлювати кримінальну відповідальність за релігійні переконання – істинні чи хибні.

З розрахунків та спостережень Коперника, Тіхо Браге, Кеплера та Ґалілея й виник правильний опис Сонячної системи, закодований у трьох законах Кеплера. А от пояснення, чому планети підкоряються цим законам, довелося чекати ціле покоління, аж до появи наукового внеску Ньютона.

12. Початок експериментів

Якимось чином маніпулювати небесними тілами не в змозі ніхто, тому видатні досягнення в астрономії, описані в розділі 11, вимушено ґрунтувалися лише на пасивному спостереженні. На щастя, рухи планет у Сонячній системі досить прості, щоб після багатьох століть спостережень за допомогою дедалі досконаліших інструментів ці рухи можна було хоча б правильно описати. Однак розв’язати інші проблеми можна було, лише якщо вийти за межі простого спостереження та вимірювання й почати проводити експерименти, за допомогою яких загальні теорії перевіряють або висувають, штучно маніпулюючи фізичними явищами.

Насправді люди завжди експериментували, використовуючи метод спроб та помилок, щоб відкрити способи досягнення бажаного результату – від топлення металів до випікання пирогів. Говорячи тут про початок експериментів, я маю на увазі лише експерименти, що проводили, щоб відкрити або перевірити загальні теорії про закони природи.

У цьому сенсі точно визначити час початку експериментів надзвичайно складно1. Можливо, ще Архімед перевіряв свою теорію гідростатики експериментально, але його трактат «Про плаваючі тіла» дотримується суто дедуктивного стилю математики й не містить жодного натяку на експерименти. Герон та Птолемей проводили експерименти, щоб перевірити свої теорії відбиття та заломлення світла, але їхній приклад почали наслідувати лише багато століть по тому.

Одним із нових аспектів проведення експериментів у XVII столітті було прагнення публічно використовувати їхні результати, щоб оцінювати обґрунтованість фізичних теорій. Це можна побачити вже в роботах із гідростатики, як-от у творі Ґалілея «Міркування про тіла, що перебувають у воді» 1612 року. Важливішим був кількісний аналіз руху тіл, що падають, – необхідна передумова для подальшої роботи Ньютона. Саме робота над вивченням цієї проблеми, а також природи тиску повітря і стала справжнім початком сучасної експериментальної фізики.

Як і багато чого іншого, експериментально вивчати проблеми руху почав Ґалілей. Його висновки про рух з’явилися у творі «Бесіди й математичні докази двох нових наук», завершеному в 1635 році, коли він перебував під домашнім арештом в Арчетрі. Публікувати цей твір заборонили через включення його до «чорного списку» Церкви, але кілька примірників усе-таки були таємно вивезені з Італії. У 1638 році ця книжка була опублікована у протестантському університетському містечку Лейден видавництвом Людовіка Ельзевіра. Дійовими особами «Двох нових наук» знову стали Сальвіаті, Сімплічіо та Саґредо в тих самих ролях, що й раніше.