Коперник и Кеплер

We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy

Коперник и Кеплер

При обсуждении возникновения экспериментального математического естествознания мы упоминали классическую механику. Однако научным переворотом, оказавшим в то время наибольшее влияние на самопонимание человека, был переход астрономии от геоцентрической к гелиоцентрической системе мира. Астрономия, строго говоря, основывается не на эксперименте, а на систематических наблюдениях и математических моделях. Мы в состоянии экспериментировать с шарами и маятниками, но не со звездами и планетами!

Однако в астрономии также применяется гипотетико-дедуктивный метод и с помощью понятий говорится о материальных телах и их движениях. Но ее непосредственной опытной основой является наблюдение, а не эксперимент. В этой связи будет полезно рассмотреть несколько различных взглядов на опыт.

1) Говоря о жизненном опыте, мы не подразумеваем систематическое наблюдение или экспериментирование, а имеем в виду уникальные для каждого человека процессы его формирования, воспитания и образования. Все эти процессы происходят непосредственно с человеком и получают в нем специфические, присущие только ему преломления. В психологии эта концепция опыта используется, когда говорят о социализации детей. Здесь мы имеем в виду развитие понятий и приобретение компетенции. Например, когда ребенок становится способным притворяться, то у него уже сформировалось различие между тем, что есть на самом деле, и тем, что только кажется действительным. Ребенок научился использовать это различие в разных социальных ситуациях. (Не вдаваясь в детали, скажем, что этот вид жизненного опыта включает нечто, что не может быть сообщено всем другим. Только те, кто лично пережил подобный опыт, способен на его понимание. Следовательно, в таких ситуациях существует определенное «скрытое знание», которое не может быть передано только одними словами. Но обычно мы переживаем подобный опыт не одни, а совместно с другими, которые разделяют с нами его понимание и часто учат нас. Такой тип нашего опыта, следовательно, не является недоступным для других).

2) В науке опыт предстает в форме систематического наблюдения. Основываясь на отдельных понятиях, ученый наблюдает и регистрирует определенный тип явлений. Исходя из понятия формы правления, мы наблюдаем, например, греческие города-государства и записываем результат в форме, понятной для тех, кто интересуется этой же темой (Аристотель). Или мы наблюдаем анатомические особенности рептилий и птиц на разных островах Галапагосского архипелага (Дарвин). Мы не просто «видим», мы «смотрим сквозь определенные понятия». Мы не стремимся увидеть все, но пытаемся рассмотреть определенные особенности в границах избранного поля исследований. Затем мы записываем результат таким образом, чтобы он был понятен другим и мог быть проверен ими. Подобный вид опыта может быть подвергнут интерсубъективному контролю. На основе такого опыта мы в состоянии формулировать гипотезы, которые могут быть усилены или ослаблены новыми наблюдениями. Другими словами, в этом случае мы в состоянии проводить исследования с помощью гипотетико-дедуктивного метода.

3) В некоторых случаях мы можем влиять на условия проведения научного опыта. Например, мы можем заниматься не наблюдением произвольных падающих объектов, но провести ряд испытаний, в которых определенные объекты падают с выбранной нами высоты. При этом мы можем провести новые испытания столько раз, сколько нам необходимо. Здесь для проверки наших гипотез нам не нужно совершать путешествия на удаленные острова. Мы можем выяснить, какие факторы мы хотим иметь постоянными, а какие — изменяющимися. Так, мы можем систематически менять вес, объем падающих тел или высоту падения одного и того же тела. Короче говоря, сейчас мы можем экспериментировать в самой широкой области, начиная от физики и кончая психологией. Что касается астрономии, то в ней, конечно, наши возможности экспериментирования ограничены выбором разных средств наблюдения, но мы не в состоянии экспериментировать с такими изучаемыми объектами, как Солнце, Земля и другие небесные тела.

Все науки используют опыт в смысле систематического наблюдения (2), но только некоторые в состоянии экспериментировать с исследуемыми объектами (3). Можно также сказать, что любая научная деятельность предполагает согласованные действия ученых, основанные на том типе обучения, который имеет место при формировании и социализации человека (1). Обучение науке означает приобретение знаний не только о некоторых фактах, но и о том, как получены эти факты и знания о них. Все это предполагает владение определенными способами мышления и действия.

На основе этих замечаний может быть прояснена битва вокруг картины мира, развернувшаяся в астрономии XVI в. Эти события хорошо известны, поэтому напомним только главные.

Николай Коперник (Nicolaus Copernicus, 1473–1543) предложил астрономическую модель с Солнцем в качестве центра планетной системы. Эта гелиоцентрическая система противоречила господствовавшей геоцентрической системе, восходящей к Птолемею и признававшейся Церковью. Напомним, кстати, что гелиоцентрическая модель некогда уже предлагалась греческим астрономом Аристархом из Самоса (Aristarchus, ок. 310–230 до Р.Х.) Однако именно коперниканская модель привела в эпоху Ренессанса и Реформации к подрыву авторитета церкви и аристотелевской традиции. Коперник, конечно, не стремился к этому. Он только по настоянию друзей опубликовал работу О вращениях небесных сфер (De revolutionibus orbium coelestium) буквально в конце своей жизни. Но именно коперниканское учение вызвало интеллектуальные дискуссии.

Гелиоцентрическая система оказалось революционной не только для церкви и аристотелево-птолемеевой традиции. Она революционизировала наш непосредственный жизненный опыт. Коперник дал нам возможность дистанцироваться от опыта, в центре которого мы находимся, и взглянуть на мир с совершенной другой позиции. Учение Коперника потребовало способности видеть мир и нас самих в совершенно новом ракурсе. Человек как субъект должен был посмотреть на окружающий мир и самого себя с совершенно иной, чем раньше, точки зрения.

Это рефлексивное дистанцирование и это «обращение» перспективы называется коперниканской революцией. Кант использовал эти обстоятельства для нового обоснования человеческого познания. Для других эти обстоятельства подрывали веру в человеческий разум. Раньше люди представляли мир, исходя из субъективной перспективы, в центре которой они находятся. Сейчас человеку пришлось отказаться от этого ложного самовозвеличивания и смотреть на себя, как на песчинку в мироздании! Этот отказ вместе с эволюционной теорией Дарвина и учением Фрейда о бессознательном дал подлинную оценку веры в человеческий разум. Подобные рассуждения стали своего рода образцом для критики традиционного доверия человеческому разуму и идеи привилегированного места человека во вселенной. (Конечно, при этом предполагается, что лицо, выступающее с подобной критикой, имеет веские основания для такого пессимизма. Но если оно действительно обладает ими, то дела с разумом обстоят не так уж и плохо!)

Итак, астрономическая теория, основывающаяся на систематических наблюдениях и математических моделях, поставила под сомнение освященный веками жизненный опыт. В результате человек пережил кризис, который привел к пересмотру его точки зрения на самого себя. Имея в виду сказанное выше о различных типах опыта, отметим, что новые теории, основанные на научном эксперименте (тип 2), оказали преобразующее влияние на наш жизненный опыт (тип 1). Другими словами, произошло «онаучивание» точки зрения человека на самого себя.

Но это изменение точки зрения человека на самого себя было двойственным. Оно не только вело к своего рода понижению космического ранга человека, но и к приобретению им нового положительного самосознания. Новая картина мира разрушала представление о совершенстве небесных сфер и об их качественном превосходстве над населенной человеком частью вселенной. Более того, прогресс, только что осуществленный в исследовании вселенной, содержал возможность нового, положительного самопонимания. Именно здесь находятся корни земной и научно обоснованной веры в прогресс, которой характеризуется Просвещение и последующие эпохи. В этой вере, конечно, много претензий, но в ней определенно отсутствует отрицательное представление человека о самом себе.

Как и многие выдающиеся деятели начала Нового времени, Иоганн Кеплер (Johannes Kepler, 1571–1630) находился под влиянием и нового и старого. Он опровергает представление о том, что небесные сферы являются качественно отличными от земного мира, и ищет механическое объяснение движениям планет. Однако для Кеплера математические законы движения имели и метафизическое измерение. Эта смесь математики и метафизики указывает на его связь со старой традицией, восходящей к пифагорейцам. Но в целом его интерес к механическому объяснению всего во вселенной, от высокого до низкого, помог заложить основания новых естественных наук.

С помощью наблюдений, сделанных Тихо Браге (Tycho Brahe, 1546–1601), Кеплер уточнил модель Коперника. Орбиты являются не окружностями, по которым с постоянной скоростью движутся планеты, а эллипсами, в центральном фокусе которых находится Солнце. Планета движется по эллипсу с переменной скоростью, зависящей от расстояния до Солнца. На этой основе Кеплер существенно упростил модель Коперника и сформулировал законы перемещения планет по их орбитам.

Естественно, возник вопрос о том, какая из моделей лучше соответствует действительности. Не является ли гелиоцентрическая модель не только «более экономной» (более простой), но также и истинной? В результате конфликт гелиоцентризма с Церковью серьезно обострился. Позднее, когда ньютоновская теория всемирного тяготения объяснила, почему планеты движутся по эллиптическим орбитам с переменной скоростью, аргументы в пользу гелиоцентрической системы мира значительно усилились. Модели Коперника и Кеплера получили, таким образом, весомое подтверждение со стороны других фундаментальных теорий естествознания.

Законы Кеплера гласят:

1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

2. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади в равные промежутки времени.

3. Квадраты времен обращения планеты вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от Солнца [См. Кеплера законы. — В кн. Физический энциклопедический словарь. М., 1983. — С. 280.]. (Среднее расстояние равно половине главной оси эллипса.)