характерную форму. Когда объекты делают все возможное, чтобы пройти через эту искривленную среду по прямолинейной траектории, они двигаются таким образом, который мог бы свидетельствовать о существовании силы гравитации, но на самом деле такой вещи не существует. Эти две концепции радикально отличаются друг от друга, но на их основании могут быть сделаны почти идентичные прогнозы о движении как крохотных частиц, так и огромных небесных тел. Почти идентичные, но не одинаковые. Выявить все различия между идеями Ньютона и Эйнштейна, а также осознать, чья теория на самом деле верна, по мнению ученых, должно было помочь полное солнечное затмение.
Двумя месяцами ранее из Ливерпуля вышел пароход «Ансельм» с тремя телескопами и двумя группами ученых на борту. Одна группа направлялась в Бразилию, другая – на остров Принсипи, расположенный у берегов Западной Африки. В пунктах назначения каждая группа должна была сфотографировать небо в тот момент, когда солнечный диск будет полностью скрыт луной. Фотографии звезд, окружающих затмение, должны были показать, насколько лучи света, проходя близко к Солнцу, отклоняются от курса мощным гравитационным полем нашей родной звезды. Точно так же, как частично погруженное в воду весло кажется изогнутым в точке, где входит в воду, из-за рефракции на границе воздуха и воды, так и звезды кажутся смещенными со своего обычного положения, и это смещение возникает вследствие искривления из-за гравитации Солнца. Новая теория Эйнштейна предполагала, что лучи света должны отклоняться в два раза сильнее, чем предполагала старая теория Ньютона.
Это был решающий эксперимент в парадигме Поппера. Измерьте видимое смещение положения звезд, и в ослепительном сиянии эмпирических данных выживет не более одной теории – либо теории Эйнштейна, либо теории Ньютона, а если неверными окажутся обе, то обе же нужно навсегда вычеркнуть из науки.
Через шесть месяцев после затмения руководитель экспедиции Артур Эддингтон объявил результаты: Ньютон был свергнут с престола, а Эйнштейна объявили новым законодателем физических теорий. Первая мировая война наконец завершилась, а мистическая немецкая физика Эйнштейна была подтверждена строгим британским экспериментом Эддингтона, научным триумфом, о котором услышал весь мир (в том числе молодой Карл Поппер) и который начал эру международного сотрудничества, прогресса и мира.
Но мир длился недолго, так как результаты эксперимента оказались поставлены под сомнение. Эддингтон проснулся утром во время затмения и увидел облачное небо над Принсипи; он смог получить только размытые, нечеткие фотографии звезд. Снимки из Бразилии были намного лучше, но и там возникла непредвиденная проблема. Бразильская команда привезла с собой два телескопа, и измерения, сделанные с помощью этих телескопов, противоречили друг другу. Один телескоп, 4-дюймовый, показал смещение положения звезд примерно в соответствии с предсказанием Эйнштейна. Но другой, собранный с применением линз для астрографа (телескопа, специально предназначенного для фотографирования звезд), показал почти точное ньютоновское смещение.
Рисунок 2.1. Пасмурный день на острове Принсипи
Как же тогда Эддингтон и его сотрудники пришли к выводу, что прогнозы Эйнштейна оказались верны?
У них под рукой было три набора данных. Во-первых, две фотографии с Принсипи, на которых звезды смутно виднелись сквозь облака и которые, согласно довольно сложным расчетам, проведенным Эддингтоном, показали сдвиг эйнштейновской величины. Во-вторых, было семь фотографий с бразильского 4-дюймового телескопа, которые также подтвердили эйнштейновский сдвиг (среди них рис. 2.2). В-третьих, еще 18 фотографий с бразильского астрографического телескопа, которые зафиксировали сдвиг, описанный теорией Ньютона. Стратегия Эддингтона заключалась в том, чтобы доказать, что при выполнении этой серии фотографий произошла какая-то системная ошибка. По факту они были значительно более размытыми, чем те, что сделаны с использованием 4-дюймового телескопа, возможно (как предполагали сам Эддингтон и его сотрудники), из-за искажений, вызванных неравномерно нагретым солнцем зеркалом, которое отражало свет от затмения в телескоп.
Рисунок 2.2. Фотоснимок, сделанный во время экспедиции Эддингтона 1919 года. Это негатив: затемненное солнце – это большой белый круг, его корона – темная вспышка вокруг диска, а соседние звезды – крошечные черные точки. Некоторые значимые положения звезд отмечены тонкими горизонтальными линиями
Некоторые из современников Эддингтона, однако, сочли его аргументацию довольно сомнительной, как и многие более поздние историки науки. Эддингтон мог объяснить размытость астрографических фотографий, но не обосновал, почему же искажения, полученные при использовании этого телескопа, так однозначно говорят в пользу ньютоновской теории. Кроме того, четкие фотографии с 4-дюймового телескопа дали значение гравитационного изгиба, значительно превысившее предсказанное Эйнштейном: до такой степени, что их можно было считать подтверждающими теорию Эйнштейна, только если предположить, что и этот телескоп тоже исказил снимки. Таким образом, Эддингтон, по-видимому, занимался какими-то довольно странными спекуляциями: он допускал, что телескопы «ошиблись», но их ошибки, по его мнению, говорили в пользу теории Эйнштейна. Как написал в 1923 году У. В. Кэмпбелл, американский астроном, директор Ликской обсерватории в Сан-Хосе, «логика ситуации не совсем ясна».
Если предположить, что Эддингтон стремился не только к устремлению научной истины, но и к чему-либо иному, но мотивация его поступков становится довольно понятной. Он очень хотел, чтобы теория Эйнштейна оказалась верной, не только из-за ее математической красоты и стройности, но и из-за его горячего интернационалистского желания побороть ненависть, толкавшую ряд британцев после войны к бойкоту немецкой науки. (Эддингтон, как квакер, был убежденным пацифистом; протестуя против этого бойкота, он писал, что «стремление к истине… есть связь, превосходящая человеческие различия».) Эти возвышенные цели он преследовал, используя свою немалую политическую власть. Он уже давно привлек к своему делу Королевского астронома сэра Фрэнка Дайсона – по заявлениям современников, «самую влиятельную фигуру в британской астрономии»; именно Дайсон, не имея личного интереса к теории относительности, тем не менее, предложил экспедицию по исследованию затмения, а затем занял почетное место главного автора отчета об экспедиции, – и все это по настоянию Эддингтона.
Когда экспедиция представила свои результаты, Эддингтон получил одобрение президента Королевского общества, а также поддержку президента Королевского астрономического общества. Другие физики не были столь влиятельными людьми. Их мнения вычеркнули из истории: после затмения Эддингтон стал выдающимся представителем теории относительности в англоязычном научном мире, а его отчет об исследованиях солнечного затмения стал признанным справочником по этой теме. Однако в его отчете явное предпочтение отдается проэйнштейновским измерениям, полученным с помощью бразильских 4-дюймовых телескопов и телескопов из Принсипи, в то время как результаты, полученные с бразильского астрографического телескопа и свидетельствовавшие в пользу теории Ньютона были решительно отвергнуты и в конечном счете – позабыты и уничтожены.
Я начал эту главу с истории об Эддингтоне и затмении не в последнюю очередь потому, что в ней нет ничего примечательного: это довольно типичный (хотя и необычайно хорошо задокументированный) рассказ о сложных, запутанных или неоднозначных данных, определенной предвзятости и избирательности в их интерпретации, а также о согласованных усилиях по достижению консенсуса в направлении, желательном для интеллектуальных, моральных или прагматических устремлений автора. Это история человеческого разума, действующего в соответствии с тем, как он устроен, и следующего по маршруту, знакомому каждому историку, – по пути пристрастности и политического лавирования, описанному еще Фукидидом в истории Пелопоннесской войны, и после неоднократно повторявшемуся и неоднократно же засвидетельствованному: мы видим его черты в «Упадке и падении Римской империи» Гиббона, в междоусобных интригах итальянских городов-государств эпохи Возрождения, а равно и в нынешних закулисных интригах и кабинетных войнах.
Но предполагается, что научное рассуждение должно быть противоядием от этих первобытных порывов – и именно этим должны объясняться его необычайные успехи. Согласно Карлу Попперу, машина научного познания управляется могучим критическим духом и неумолимым принципом фальсификации. Но в эддингтоновской трактовке экспериментов с затмением мы не встретим ни того, ни другого. Эддингтон нянчил свою излюбленную теорию, ограждая ее от доказательств, которые могли бы ее сфальсифицировать, в то же время осуждая соперников, используя рассуждения, больше напоминающие обличительный монолог прокурора, нежели беспристрастную и прямую логику фальсификации.
Согласно Томасу Куну, научное исследование отличается от обычного коллективной готовностью ученых проводить свои исследования в рамках господствующей парадигмы, которая одновременно ставит перед ними цели и дает указания о том, как следует интерпретировать полученные данные. Но в случае с затмением мы не встретим ни следа подобных жестких рамок. Эддингтон использовал свою научную работу для достижения цели, лежащей вне целей, которые могла бы диктовать какая бы то ни было научная парадигма, а именно для преодоления пропасти между британскими и немецкими учеными. Кроме того, преследуя свои цели, более политические, нежели научные, он интерпретировал данные способом, опирающимся в большей степени на стремление к успеху, чем на какую бы то ни было официально принятую парадигму или процедуру приведения доказательств. Его последующие политические махинации и избирательность в публикации данных кажутся вдохновленными скорее личными, хотя и альтруистическими, амбициями, нежели соблюдением некоего общего кодекса научного поведения.