Галилей с самого начала был убежденным сторонником теории Коперника (о том, что планеты обращаются вокруг Солнца), но публично поддержал ее, только получив необходимые доказательства. Он писал о коперниканской модели на итальянском языке (а не на принятой в научном сообществе латыни), и вскоре его взгляды получили широкую поддержку за пределами университетов. Это вызвало раздражение у профессоров-последователей Аристотеля, они объединились против Галилея и постарались убедить католическую церковь запретить гелиоцентрическую теорию.
Обеспокоенный этим Галилей отправился в Рим, чтобы обратиться к церковным иерархам. Он заявил, что когда речь идет о научных теориях, не следует уповать на Библию, а в случаях, когда библейский текст противоречит здравому смыслу, принято наделять его аллегорическим смыслом. Но церковь опасалась, что скандал может подорвать ее позиции в борьбе с протестантизмом, и поэтому перешла к репрессиям. В 1616 году учение Коперника провозгласили «ложным и ошибочным», а Галилею было велено никогда больше не выступать в его защиту и отступить от него. Галилей покорился.
В 1623 году давний друг Галилея стал римским папой, и Галилей сразу же попытался добиться отмены декрета 1616 года. Он потерпел неудачу. Однако ему разрешили написать книгу-рассуждение о теориях Аристотеля и Коперника – при соблюдении двух условий: 1) автор не должен поддерживать ни одну из точек зрения и 2) выводом должно служить то утверждение, что человеку не дано понять, как устроен мир, поскольку Бог мог создать в точности такие же явления и законы недоступными разумению человека способом, и посему человек не может ограничить всемогущество Бога.
Книга «Диалог о двух главнейших системах мира» была завершена и опубликована в 1632 году, получив полное одобрение цензоров. Вскоре она была признана литературным и философским шедевром по всей Европе. Папа, осознав, что люди воспринимают работу Галилея как убедительный довод в пользу теории Коперника, пожалел о том, что разрешил опубликовать ее. Он заявил, что хотя книга получила церковное благословение, Галилей все же нарушил декрет 1616 года. Он предал Галилея суду инквизиции, которая приговорила ученого к пожизненному домашнему аресту и потребовала публично отказаться от учения Коперника. Галилей в очередной раз покорился.
Он был верующим католиком, но его вера в независимость науки осталась несокрушимой. За четыре года до смерти (он умер в 1642 году), еще оставаясь под домашним арестом, Галилей тайно переправил голландскому издателю рукопись второго фундаментального трактата. Работа «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению» сыграла в становлении современной физики даже бо́льшую роль, чем приверженность Галилея коперниканству.
Исаак Ньютон
Исаак Ньютон был неприятной личностью. Он известен тем, что сумел испортить отношения с другими учеными и большую часть времени на склоне лет был занят яростными спорами. После публикации «Математических начал» – безусловно, самой влиятельной книги по физике – Ньютон быстро обрел славу и высокое положение. Он был назначен председателем Королевского общества и стал первым ученым, посвященным в рыцари.
Вскоре у Ньютона случился конфликт с королевским астрономом Джоном Флемстидом, который до этого сообщил ему цифры и соображения, крайне необходимые для «Математических начал», а теперь отказывался делиться информацией, которую требовал Ньютон. Ученый не принимал отказов – он добился своего назначения на руководящий пост в королевской обсерватории и попытался спровоцировать немедленную публикацию данных. Ньютон заполучил расчеты Флемстида и устроил все так, что готовить их к публикации должен был заклятый враг Флемстида – Эдмунд Галлей. Но Флемстиду удалось в последний момент добиться судебного запрета на публикацию украденного труда. Ньютон был в бешенстве. Он отомстил Флемстиду, в том числе убрав все благодарности и ссылки на его вычисления в последующих изданиях «Начал».
Еще более серьезный спор возник у Ньютона с немецким философом Готфридом Лейбницем. Лейбниц и Ньютон независимо друг от друга создали новый раздел математики – математический анализ, который лежит в основе современной физики. Известно, что Ньютон придумал математический анализ за несколько лет до Лейбница, но опубликовал соответствующую работу значительно позже. Начался ожесточенный диспут о приоритете, и обе стороны смогли найти сторонников среди ученых. Замечательно однако, что большинство статей в поддержку Ньютона были написаны им самим и опубликованы от имени его друзей! Лейбниц совершил ошибку, обратившись в поисках истины в Королевское общество. Ньютон, будучи его председателем, назначил для рассмотрения дела «независимую» комиссию, которая – так уж случайно вышло – состояла исключительно из его сторонников! Но и это еще не все: Ньютон сам написал заключение комиссии и опубликовал его от имени Королевского общества, официально обвинив Лейбница в плагиате. Не удовольствовавшись этим, Ньютон составил анонимный обзор, разместив его в журнале Королевского общества. Говорили, что после смерти немецкого философа Ньютон обмолвился, что «разбил сердце Лейбница» к своему большому удовольствию.
Ко времени этих событий Ньютон уже ушел из Кембриджа и бросил преподавание. Он принимал активное участие в борьбе с католицизмом в Кембридже, а потом и в парламенте, и в конце концов был вознагражден назначением на весьма прибыльную должность хранителя Королевского монетного двора. На этом посту он наконец пустил свои коварство и изворотливость на пользу обществу, организовав успешную кампанию против фальшивомонетчиков и даже отправив нескольких человек на виселицу.
Словарь терминов
Абсолютный нуль – самая низкая возможная температура, при которой вещество не обладает тепловой энергией.
Античастица. У каждой частицы вещества есть соответствующая античастица. При столкновении частицы и античастицы происходит их аннигиляция, в результате которой выделяется энергия.
Антропный принцип. Мы видим Вселенную такой, какова она есть, потому что нас не было бы здесь, если бы она была иной, и мы бы не могли ее наблюдать.
Атом – основная частица обычного вещества. Состоит из крошечного ядра (из протонов и нейтронов), окруженного обращающимися вокруг него электронами.
Белый карлик – устойчивая и холодная [по меркам звездных температур] звезда, равновесие которой поддерживается благодаря отталкиванию электронов, вызванному принципом запрета Паули.
Большое сжатие – сингулярность в конце существования Вселенной.
Большой взрыв – сингулярность в момент возникновения Вселенной.
Вес – сила, с которой на тело действует гравитационное поле. Вес тела пропорционален массе тела, но они не тождественны.
Виртуальная частица. В квантовой механике это частица, которую невозможно зарегистрировать непосредственно, но существование которой имеет измеримые проявления.
Гамма-излучение – электромагнитное излучение с очень малой длиной волны, испускаемое при радиоактивном распаде и столкновениях элементарных частиц.
Геодезическая – самый короткий (или самый длинный) путь между двумя точками.
Голая сингулярность – сингулярность в пространстве-времени, не расположенная внутри черной дыры, то есть не скрытая горизонтом событий.
Горизонт событий – граница черной дыры.
Длина волны – расстояние между двумя соседними впадинами или между двумя соседними гребнями волны.
Дуализм – соответствие между внешне разными теориями, которые приводят к идентичным физическим результатам.
Закон сохранения энергии – закон природы, согласно которому энергия (или ее массовый эквивалент) не может ни создаваться, ни уничтожаться.
Квант – минимальная порция волны, которая может участвовать в излучении или поглощении.
Квантовая механика – теория, разработанная на основе квантово-механического принципа Планка и принципа неопределенности Гейзенберга.
Квантовая хромодинамика (КХД) – теория, описывающая взаимодействие кварков и глюонов.
Квантово-механический принцип Планка состоит в том, что свет (или любые другие классические волны) может испускаться или поглощаться только дискретными порциями – квантами – с энергией, пропорциональной их частоте.
Кварк – [заряженная] элементарная частица, участвующая в сильном взаимодействии. Каждый протон и нейтрон состоит из трех кварков.
Координаты – числа, задающие положение точки в пространстве и во времени.
Корпускулярно-волновой дуализм – принцип квантовой механики, согласно которому не существует различия между частицами и волнами – частицы могут иногда вести себя как волны, а волны – как частицы.
Космологическая постоянная – математическое ухищрение, использованное Эйнштейном для объяснения тенденцию пространства-времени к расширению.
Космология – наука, которая занимается изучением Вселенной как целого.
Красное смещение – вызванное эффектом Доплера покраснение света, испускаемого удаляющейся от нас звездой.
Кротовая нора – тонкая трубка в пространстве-времени, соединяющая удаленные друг от друга области Вселенной. Кротовые норы также могут обеспечивать связь с параллельными или дочерними вселенными и возможность путешествий во времени[45].
Магнитное поле – поле, ответственное за магнитное взаимодействие. Сейчас магнитное поле и электрическое поле рассматриваются как части единого электромагнитного поля[46].
Масса – мера количества содержащегося в теле вещества. Является мерой инерции тела, или степени его сопротивления ускорению.
Мнимое время – время, измеряемое комплексными числами.