Последователи Аристотеля при обсуждении любой проблемы не только чисто умозрительно «объясняли», почему то или иное явление происходит именно так, а не иначе. Они столь же умозрительно заключали, «как» происходит это явление. Им и в голову не приходило, что в действительности оно может происходить совсем не так, как кажется на первый взгляд. Явление должно происходить так, как было указано, сомнений в этом не должно возникать, и потому этот вопрос даже не обсуждался.
Галилей же в своих работах всегда пытался первоначально выяснить на опыте, как же происходит изучаемое явление в действительности, в природе, и лишь после ответа на этот вопрос искал причину наблюдаемого. Для последнего он первоначально предлагал теоретическое объяснение, а затем его экспериментальную проверку, для которой придумывал простые и очень остроумные опыты. Этим он указал метод научного исследования, обеспечивший бурное развитие естествознания в последующих столетиях.
В борьбе со схоластикой Галилей, естественно, нажил много врагов в Пизанском университете. Немалую роль сыграл при этом и его характер. Ведь даже позднее, когда возраст, казалось бы, охладил его темперамент, он так писал об одном из своих противников: «Я начинаю понимать теперь, что вы до сих пор принадлежите к стаду тех, которые, если им требуется узнать, как происходит то или иное явление, или если им нужно приобрести познание о действии сил природы (подразумевается сопротивление движению тела в воде или в воздухе), не взойдут на лодку и не подойдут к луку или к артиллерийскому орудию, а удалятся в свой кабинет и начнут перерывать указатели и оглавления, чтобы найти, не сказал ли чего по этому поводу Аристотель; затем, удостоверившись в точном смысле его текста, они уже больше ничего не желают и не придают цены тому, что можно узнать о данном явлении».
Такая резкость суждения, вероятно, была свойственна Галилею и в молодости, и ее с трудом, конечно, спокойно переносили его оппоненты.
Враги ждали только случая избавиться от него. Вскоре предоставилась возможность свести счеты с неуживчивым профессором. Галилей отозвался резко отрицательно об изобретении одного из родственников могущественного герцога Медичи, чем и вызвал его недовольство. После этого жизнь ученого сделалась невыносимой. Он решает покинуть Пизанский университет.
В 1592 году Галилей переезжает в принадлежащий Венецианской республике город Падую. Он получает должность профессора физики и военно-инженерного дела в Падуанском университете. Венецианский сенат запретил к этому времени иезуитам преподавание в университете, и это обеспечивало хотя бы в обучении несколько большую свободу, чем он имел ее в Пизе.
Восемнадцать лет, проведенные в Падуе, были годами очень плодотворной работы. Здесь Галилей пишет целый ряд сочинений по военной и гражданской архитектуре, механике, астрономии. Переписанные от руки, эти работы распространялись между студентами и профессорами и создавали их автору известность далеко за пределами Италии.
Число желающих слушать лекции Галилея было так велико, что университетские аудитории часто оказывались слишком тесными. Неоднократно ученому приходилось читать лекции под открытым небом.
В этом же городе им были изобретены термометр и телескоп.
В 1609 году до Галилея дошли сведения, будто некий бельгиец построил трубу, с помощью которой далеко расположенные предметы становятся отчетливо различимыми. Не имея никаких дополнительных сведений об устройстве этого чудесного прибора, Галилей только на основании своих представлений об оптических явлениях собственных опытов весною того же года конструирует свой знаменитый телескоп.
Можно говорить, что сходные приборы были изобретены независимо от него в одних странах несколько раньше, а в других позже, однако телескопы Галилея были в то время лучшими. Об этом свидетельствуют многочисленные просьбы ученых разных стран прислать им его телескопы. Для удовлетворения этих заказов Галилею пришлось организовать специальную оптическую мастерскую.
Телескоп помог Галилею сделать новые открытия, обессмертившие его имя.
Спустя несколько лет, уже во Флоренции, Галилей изобретает микроскоп, о котором современники писали, что под ним «мухи казались величиной с ягненка и были покрыты шерстью». Но если и раньше имя Галилея было широко известно, то теперь к нему приходит подлинная слава.
Но это не приносит ему счастья. Задуманы большие литературные произведения, а написать их мешают занятия в университете. Он тоскует по родному городу. И когда герцог Тосканский предложил ему пост личного философа и первого математика, Галилей покидает некогда приютившую его Падую и осенью 1610 года возвращается в город своего детства — Флоренцию.
Начинается новый славный и трагический этап его жизни.
Небосвод раскрывает тайны
Во Флоренции Галилей намеревался посвятить свое время сочинениям, рассказывающим о сделанных им открытиях. Первое место в намеченном плане занимают две книги о строении вселенной. К этому побуждали его многолетние раздумья и наблюдения звездного неба. Уже осенью 1609 года Галилей обнаруживает на небосводе большое число звезд, невидимых невооруженным глазом. А Млечный Путь распадается в телескопе на огромное скопление звезд.
Эти открытия наводили на мысль о бесконечности вселенной с огромным количеством миров, подобных земному.
Но настоящий переворот в представлении о звездном мире вызвали наблюдения, начатые Галилеем в январе 1610 года. К этому времени он настолько усовершенствовал свой телескоп, что небосвод начинает услужливо раскрывать ему свои тайны.
В первую очередь внимание Галилея привлекает наш извечный спутник — Луна, Диана древних. Телескоп делает явным то, что было скрыто в течение веков и чего никто даже не предполагал. Оказывается, «что поверхность Луны, не гладкая, и не ровная, и не в совершенстве сферическая, как полагал в отношении ее великий легион философов, а напротив того, шероховатая, испещренная углублениями и возвышенностями наподобие поверхности Земли».
Острые края лунных гор отбрасывают резкие тени на поверхность планеты. Наблюдая длительное время, можно заметить, как изменяется величина этих теней. Измеряя их длину, Галилей вычисляет высоту лунных гор, ошибаясь при этом, как мы теперь знаем, всего на десять процентов по сравнению с нынешними данными. Кроме того, он обнаруживает слабое свечение, исходящее от недоступной солнечным лучам части лунной поверхности, и правильно объясняет это пепельное свечение солнечным светом, падающим на Луну после отражения Землею.
Не ограничиваясь только описанием виденного, Галилей смело рисует карту лунной поверхности с рельефным изображением гор и долин[1].
Замечательные открытия нельзя держать в тайне. Галилей начинает писать свою знаменитую книгу «Sidereus Nuncius» — «Посланец звездного мира», которая делается достоянием читателей в марте того же года. Можно без колебания утверждать, что «Посланец…» была самой ходкой, так сказать, сенсационной книгой тех лет.
Но все же самые неожиданные открытия были еще впереди.
В 1610 году, 7 января, Галилей направил свой пятый по счету, наиболее мощный телескоп на планету Юпитер. Его внимание сразу привлекли три маленькие, но яркие звездочки: две с восточной и одна с западной стороны от планеты. Сначала Галилей принял их за постоянные звезды, хотя ему показалось странным, что все они расположены вдоль одной прямой. Как он сам рассказывает, счастливый случай навел его на мысль в следующую ночь снова поискать на небосводе виденные накануне звезды.
Вот они — новые знакомые! Но почему-то малютки переместились, приблизились друг к другу и расположились с запада от Юпитера.
С нетерпением ждал Галилей следующую ночь, однако на этот раз судьба обратилась против него — небо заволокли тучи, звезд не было видно. 10 января он снова увидал свои звезды, но теперь одна из них куда-то исчезла, а остальные две оказались с востока от планеты.
Куда же могла исчезнуть звезда? Не скрылась ли она за диском планеты? Но для этого открытая им троица должна вращаться вокруг Юпитера.
На следующую ночь Галилей снова наблюдал только две звезды, опять же с востока, зато одна из них как будто выросла вдвое, хотя в предыдущую ночь они были одинаковы. Галилей все больше убеждался в том, что он видит спутники Юпитера, вращающиеся вокруг него так же, как Венера и Меркурий вращались вокруг Солнца.
12 января он, как и раньше, наблюдал три звездочки: две с востока и одну с запада. И только на следующую ночь ученый познакомился со всем юпитеровым семейством: теперь планету окружали четыре спутника — три с запада и один с востока.
Рассеялись последние сомнения; спутники Юпитера были гораздо ярче, чем звезды той же величины.
Восторг Галилея не знал границ. Сама природа, как будто в назидание человеку поместила на небосводе миниатюрную модель системы Коперника.
Как написано в «Посланце», в телескоп можно наблюдать «целых четыре планеты, движущиеся вокруг Юпитера подобно тому, как Луна движется вокруг Земли, и в то же время описывающие в течение двенадцатилетнего периода его большую орбиту вокруг Солнца».
Начиная с этого времени открытия сыплются как из рога изобилия. Кажется, достаточно Галилею направить телескоп на небосвод, чтобы сразу обнаружить что-либо новое и необычное.
Убедившись в наличии спутников у Юпитера, Галилей занялся наблюдением Сатурна и сразу был поражен необычным видом планеты. Сатурн представился ему тройной звездой — большой в центре и двумя меньшими по сторонам.
«Я нашел, — писал Галилей тосканскому послу в Праге, — целый двор у Юпитера и двух прислужников у старика (Сатурна), они его поддерживают в шествии и никогда не отскакивают от его боков». Так представлялась ему планета Сатурн с выступающими по ее сторонам частями кольца.
Но это были не все неожиданности. Как оказалось, со временем вид планеты меняется: постепенно то, что Галилей принимал за прижавшиеся к центральному телу звезды-спутники, уменьшалось и примерно через два года полностью исчезло. Сатурн сиял на небосводе отчетливым круглым диском подобно Юпитеру.