Экспериментальное естествознание

Леонардо да Винчи (1452-1519) являет собой яркий пример ренессансного homo universale («универсального человека»). Живопись, инженерия, механика, архитектура, музыка, математика, анатомия — таков далеко не полный перечень сфер деятельности, в которых ему удалось добиться впечатляющих результатов, которые наглядно демонстрируют эффективность предложенной им новой стратегии познания природы. Аристотелевской индукции и схоластическим спорам о принципах Леонардо да Винчи противопоставляет свой метод наблюдения и индукции:

«Истинная наука — та, которую опыт заставил пройти сквозь чувства и

наложил молчание на языки спорщиков и которая не питает сновидениями своих исследователей, но всегда от первых истинных и ведомых начал продвигается постепенно и при помощи истинных заключений к цели, как явствует это из основных математических наук, т. е. числа и меры, называемых арифметикой и геометрией, которые с высшей достоверностью трактуют о величинах».¹

Отрицая абстрактное умозрение, да Винчи объявляет целью наук и искусства познание вещей такими, какими они являются нам в опыте, предвосхищая экспериментальные методы новоевропейской науки за столетие до Галилея и Бэкона.

Концепция экспериментального естествознания Леонардо да Винчи основывается на следующих положениях.

1. Познание идет от частных опытов, от полученных при этом частных результатов к научному обобщению: «Моя цель состоит в том, чтобы представить сначала эксперимент, а затем доказать посредством рассуждения, почему данный эксперимент должен привести к этому результату, а не к какому-либо другому, и это есть верное правило, которому должны следовать изучающие явлении я природы, так как, хотя природа начинает с разума, а кончает опытом, нам надлежит идти противоположным путем, то есть начинать с эксперимента и при его помощи проверять рассуждения».

2. Необходимо многократно повторять эксперименты: «И этот опыт пусть будет произведен много раз, так чтобы какое-то случайное обстоятельство не помешало этому доказательству или не исказило его, ибо опыт может оказаться ложным и обмануть или не обмануть экспериментатора». Очень важное положение, закладывающее представление о теории погрешностей эксперимента.

3. Суждения, выведенные из первоначальных опытов, должны быть вновь подтверждены серией экспериментов, поскольку опыт является не только источником, но и критерием познания: «Те науки пусты и полны ошибок, которые не рождены опытом и которые не кончаются опытом».

Гелиоцентрическая система Николая Коперника

Геоцентрическая система мироздания Клавдия Птолемея, вполне соответствовала мировоззренческим установкам античной и средневековой науки. Однако, по мере развития техники астрономических наблюдений и, как следствие, повышения точности расчетов движения небесных светил, появлялось все больше оснований для сомнения в адекватности этой космологической модели. Николай Коперник, изучая сочинения древних философов, особенно Никиты Сиракузского и Филолая, пришел к выводу, что не Земля, а Солнце должно быть неподвижным центром Вселенной. Исходя из этого положения, Коперник обнаружил весьма простое объяснение всей кажущуюся сложность наблюдаемых движений планет.¹

В 1503—1512 годах Коперник распространил среди друзей рукописный конспект своей теории («Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небесным движениям»), в которой указаны семь постулатов (аксиом) новой астрономической теории.

1. Не существует одного центра для всех небесных орбит или сфер.

2. Центр Земли не является центром мира, но только центром тяготения и центром лунной орбиты.

3. Все сферы движутся вокруг Солнца, расположенного как бы в середине всего, так что около Солнца находится центр мира

4. Отношение, которое расстояние между Солнцем и Землей имеет к высоте небесной тверди, меньше отношения радиуса Земли к ее расстоянию от Солнца, так что по сравнению с высотой тверди оно будет даже неощутимым. 5. Все движения, замечающиеся у небесной тверди, принадлежат не ей самой, но Земле. Именно Земля с ближайшими к ней стихиями вся вращается в суточном движении вокруг неизменных своих полюсов, причем твердь и самое высшее небо остаются все время неподвижными.

6. Все замечаемые нами у Солнца движения не свойственны ему, но принадлежат Земле и нашей сфере, вместе с которой мы вращаемся вокруг Солнца, как и всякая другая планета; таким образом, Земля имеет несколько движений 7. Кажущиеся прямые и попятные движения планет принадлежат не им, но Земле. Таким образом, одно это ее движение достаточно для объяснения большого числа видимых в небе неравномерностей"

Коперник привел ряд натурфилософских и метафизических соображений в пользу движения Земли:

«Так как именно небо все содержит и украшает и является общим вместилищем, то не сразу видно, почему мы должны приписывать движение скорее вмещающему, чем вмещаемому, содержащему, чем содержимому… Гораздо более удивительным было бы, если бы в двадцать четыре часа поворачивалась такая громада мира, а не наименьшая его часть, которой является Земля»¹.

Очевидно, что эти аргументы были вполне понятны сторонникам концепции Птолемея, поскольку и Птолемей полагал, что Землю можно считать точкой в сравнении с расстоянием до сферы неподвижных звезд, признавая, тем самым, «пределы мира» неизмеримо большими по сравнению с радиусом Земли. Допущение, произведенное Коперником, в логическом смысле «сильнее», чем птолемеево: если Птолемей считал возможным принять за точку Землю по сравнению с расстоянием от нее до сферы неподвижных звезд, то Коперник принимает за «точку» всю земную орбиту, в результате чего мир у него значительно расширяется по сравнению с вселенной Птолемея.

Главное сочинение Коперника, «De revolutionibus orbium coelestium» («Об обращении небесных сфер»). Сочинение издано в Нюрнберге в 1543 году с предисловием немецкого теолога Озиандера, которому было поручено печатание книги Коперника. Издатель из осторожности снабдил её анонимным предисловием, в котором объявил новую модель условным математическим приёмом, придуманным для простоты вычислений.

Оценив по достоинству точность расчетов Коперника, астрономы XVI в. не приняли во внимание его главный тезис. Только в 1573 году у гелиоцентрической концепции появился еще один приверженец—англичанин Томас Диггс. В 1577 году на сторону Коперника склонился немецкий астроном Местлин (учитель Кеплера). В 1585 году с существенными оговорками за эту теорию высказался Дж. Бенедетти. Лишь после выхода в 1584 году книги Джордано Бруно «La cena delie ceneri» («Пир на пепле»), гелиоцентрическая теория перестала быть чистым умозрительным открытием и стала основанием новой научной парадигмы.² Но после этого, Тихо Браге считал возможным компромисс между Птолемеем и Коперником в рамках общей гео-гелиоцентрической системы мира, согласно которой Солнце, Луна и звёзды вращаются вокруг неподвижной Земли, а все планеты и кометы — вокруг Солнца. В трактате «De mundi aetheri recentioribus phaenomenis» («О недавних явлениях в небесном мире», 1588 г.) Тихо Браге излагал свою позицию по этому вопросу следующим образом:

«Я полагаю, что старое птолемеево расположение небесных сфер было недостаточно изящным, и что допущение такого большого количества эпициклов следует считать излишним. В то же время я полагаю, что недавнее нововведение великого Коперника… делает это, не нарушая математических принципов. Однако тело Земли велико, медлительно и непригодно для движения… Я без всяких сомнений придерживаюсь того мнения, что Земля, которую мы заселяем, занимает центр Вселенной, что соответствует общепринятым мнениям древних астрономов и натурфилософов, что засвидетельствовано выше Священным Писанием, и не кружится в годичном обращении, как желал Коперник».¹

Рассматривая причины столь странной коллизии истории культуры, испанский философ Х. Ортега-и-Гассет писал:

«Почему открытие Коперника так и не смогло напрямую, само по себе, преобразить мир своего времени? И почему через пять поколений оно стало великой идеей, вызвавшей решительный сдвиг человеческого горизонта? Ответ ясен: в Средние века отдельные науки (и, следовательно, наука как таковая) считались второстепенным способом познания, служа, если можно так выразиться, духовной деятельностью второго сорта. Истина в рамках какой-то одной науки вовсе не признавалась окончательной и всеобщей. Достоверностью высшей пробы обладали лишь теология и философия. … Только после этой переоценки роли наук теория Коперника смогла породить все те грандиозные жизненные последствия, которыми была чревата».¹