Кто изобрел науку
Зачем Архимед скрывал свои опыты? Почему Галилей хотел называться философом, а не астрономом? Как величайший прорыв в математике на века затормозил познание мира? Разбираемся в почти детективной истории зарождения науки.
Наука – это не столько знание истины, сколько искусство ее поиска. Это особый способ мыслить и задавать вопросы. Изобрести его было куда труднее, чем телескоп или телеграф.
Предвестниками науки стали письменность и цивилизация. В жарких долинах Тигра, Евфрата и Нила вызревали зерна математики и астрономии, химии и медицины. Например, вавилоняне умели вычислять даты затмений и знали число «пи» до шестого знака после запятой (если говорить в современных терминах), а египетские мастера мумификации досконально изучили анатомию. Это было знание, но еще не наука.
Право быть ребенком
Первый шаг к научному пониманию мира – вопрос «почему?». Миф расскажет, откуда взялась Земля и кто дал людям огонь. Повседневный опыт убедит, что камни падают вниз, а искры летят вверх. Но почему камни – вниз, а искры – вверх, а не наоборот? Ученый чем-то похож на ребенка: ему любопытно, как все работает.
Первыми подобные вопросы стали задавать древние греки. В VII–IV веках до нашей эры Элладу обуяла любовь к мудрости (именно так с греческого переводится слово «философия»). Философы рисовали масштабные схемы устройства Вселенной, порой весьма изящные. Аристотель так отвечал на вопрос о камнях и искрах: стихия земли стремится к центру мира, а стихия огня – к периферии. Стало быть, в центре мира – неподвижная шарообразная Земля, а на периферии – огненные светила.
В древнегреческих сочинениях о природе среди множества наивных фантазий встречаются изумительные прозрения. Анаксимандр учил, что Вселенная бесконечна во всех направлениях. Левкипп догадался, что вещество состоит из мельчайших частиц, и назвал их атомами. Гераклид Понтийский понял, что Земля вращается вокруг своей оси, а Меркурий и Венера – вокруг Солнца.
Наука рассуждать
Однако главный вклад древних греков в научный метод – искусство рассуждать и доказывать. Аристотель сформулировал законы логики, например – что высказывание не может быть одновременно и истинно, и ложно (закон непротиворечия), но не может быть и «ни истинно, ни ложно, а как-то так» (закон исключенного третьего). Сегодня эти тезисы могут показаться банальными, но в Античности с ними спорили, и еще как. Например, некоторые философы учили, что истины нет и доказать можно что угодно. Аристотель отделил правильные способы рассуждать от неправильных. Этот фундамент тысячелетиями служил философам, богословам, а затем и ученым.
Греки изобрели и математическое доказательство. Еще в Древнем Вавилоне (и, вероятно, Египте) знали, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Но никому не приходило в голову, что этот факт нуждается в доказательстве. Математика тех времен была лишь частью ремесел, например, строительного дела и землемерия (так переводится слово «геометрия»). Разве каменщик должен доказывать, что он правильно кладет кирпич?
Первым, кто потребовал строгого доказательства теорем, был, видимо, Пифагор (VI–V вв. до н. э.) – или его последователи. Осознав роль доказательства, греки дали математике ее ключевой метод. Это сразу же сослужило хорошую службу астрономии, а века спустя – физике, химии, биологии, экономике, даже лингвистике и психологии. Мы до сих пор не знаем другого столь же точного и выразительного языка для описания реальности, как математика.
Однако Рассуждение – лишь одна нога колосса по имени Наука. Другая же называется Опыт, и на эту ногу античная мысль сильно хромала. Некоторые философы отвергали даже обыденный опыт. Так, Зенон доказывал, что движение – лишь иллюзия, даже не пытаясь объяснить, откуда эта иллюзия берется. Аристотель был проницательным наблюдателем, но не ставил экспериментов. Может быть, потому, что упорно делил все на свете на естественное и искусственное. Если бросить камень своей рукой, это будет «искусственное» падение, что оно может сказать о естественном ходе событий?
Аристотель обсуждал траекторию брошенного камня, но не задавался вопросом, как быстро и далеко тот может улететь, если бросить его под тем или иным углом или с той или иной силой. В его время никто еще не понимал, что подобные вопросы очень важны. Обнимать мыслью Вселенную – благородное дело, но теория становится научной, когда предсказывает скучные конкретные факты. Лишь сличив эти прогнозы с реальностью, ученые понимают, работает теория или нет.