Научный взгляд на устройство вселенной
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
knocking on
ГЛАВА 2 РАСКРЫВАЯ СЕКРЕТЫ Методы, которыми пользуются сегодня ученые, — результат дол- гой истории измерений и наблюдений. С их помощью ученые уже несколько веков подтверждают — и, что не менее важно, отверга- ют — научные идеи и гипотезы. Многие принципиальные открытия, сформировавшие науку, были сделаны в XVII в. в Италии, и одним из ключевых участников этого процесса был Галилео Галилей. Именно он одним из первых в полной мере оценил и начал развивать так называемые непря- мые измерения , при которых используется некий промежуточный этап*; он же одним из первых начал для установления научной истины разрабатывать и проводить эксперименты. Более того, он изобрел абстрактные мысленные эксперименты , которые помога- ли ему формулировать научные гипотезы. Я многое узнала об изобретениях и открытиях, сделанных Галилеем и самым серьезным образом изменивших науку, когда весной 2009 г. побывала в Падуе. Поводом к поездке послужила конференция по физике, организованная профессором физики Фабио Цвирнером. Был, правда, и еще один повод — получить по- четное гражданство этого города. Было очень приятно встретить- ся как с коллегами — участниками конференции, так и с другими уважаемыми «гражданами», в числе которых — физики Стивен Вайнберг, Стивен Хокинг и Эд Виттен. Неожиданным бонусом ока- залась возможность узнать кое-что из истории науки. * Искомая величина определяется через другую величину, измеряемую непо- средственно. — Прим. пер. РАСКРЫВАЯ СЕКРЕТЫ 51 Мой визит пришелся на удачное время: в 2009 г. исполнялось 400 лет первым наблюдениям звездного неба, проведенным Га- лилеем. Граждане Падуи с особым энтузиазмом отмечали эту го- довщину, поскольку во время проведения главных своих исследо- ваний Галилей читал лекции в Падуанском университете. В честь ученого Падуя (так же, как Пиза, Флоренция и Венеция — другие города, тесно связанные с научной жизнью Галилея) организовала выставки и различные церемонии. Конференция по физике про- ходила в зале Культурного центра Альтинате (или Сан-Гаэтано) — того самого здания, где располагалась выставка, знакомившая посетителей с открытиями Галилея и подчеркивавшая его роль в развитии науки и формировании ее современного облика. Большинство людей, с которыми я тогда встречалась, высоко оценивали достижения Галилея и с энтузиазмом говорили об успе- хах современной науки. Интерес к физике и познания, проявлен- ные мэром Падуи Флавио Дзанонато, произвели впечатление даже на местных физиков. Глава города не только участвовал в научном разговоре за торжественным обедом после прочитанной мной пуб личной лекции, но и на самой лекции удивил аудиторию ко- варным вопросом о движении заряженных частиц в Большом адронном коллайдере. В ходе церемонии присвоения звания почетного гражданина мэр вручил мне ключ от города. Это был фантастический ключ — он вполне соответствовал моим киношным представлениям о том, каким должен быть подобный предмет. Он был такой большой, резной и серебряный, что один из моих коллег даже спросил, не ключ ли это из сказки о Гарри Поттере. Это, конечно, церемо- ниальный ключ — им невозможно ничего открыть. Но чудесный символ входа в город в моем воображении стал символом входа в необъятное царство знаний. Кроме ключа, профессор Падуанского университета Мас- симилла Бальдо-Чолин подарила мне венецианскую памятную медаль. На ней выгравирована цитата из Галилея, размещенная также над входом в здание физического факультета университета: «Io stimo più il trovar un vero, benché di cosa leggiera, che ’ldisputar lungamente delle massime questioni senza conseguir verità nissuna». 52 МАСШТАБИРОВАНИЕ РЕАЛЬНОСТИ Это переводится так: « Я предпочитаю найти истину в малом, не- жели долго спорить о величайших вопросах, не обретая никакой истины». Я процитировала эти слова коллегам на конференции, по- тому что в них и сегодня заключается ведущий принцип науки. Научные прорывы нередко вырастают из стремления решить не- сложные на первый взгляд проблемы (к этому утверждению мы вернемся позже). Не все вопросы, на которые мы ищем и находим ответы, порождают радикальные перемены. И все же продвиже- ние вперед, даже постепенное, периодически кардинально меняет восприятие человеком мира. В этой главе рассказывается о том, что современные наблюде- ния, которым, собственно, посвящена эта книга, корнями уходят в научные открытия XVII в. и что фундаментальные достижения того времени в значительной мере определили природу теорети- ческих и экспериментальных методов, используемых нами сегодня. Главные, принципиальные вопросы перед учеными и сегодня сто- ят в определенном смысле те же, что стояли 400 лет назад; однако физическая теория да и техника сегодня совсем не те, что тогда, поэтому мелкие конкретные вопросы изменились необыкновенно. ВКЛАД ГАЛИЛЕЯ В НАУКУ Ученые пытаются достучаться до небес и мечтают преодолеть по- рог, отделяющий познанное от непознанного. В любой момент, о каком бы ни шла речь, любое исследование начинается с набо- ра правил и уравнений, предсказывающих те явления, которые мы на этот момент способны измерить. Но мы всегда стремимся перей ти к режимам, которые до сих пор не удавалось протести- ровать экспериментально. Вооружившись новейшей техникой и математикой, мы начинаем систематически изучать вопросы, которые в прошлом были лишь предметом ничем не подкреплен- ных рассуждений или веры. Чем больше максимально точных наблюдений у нас есть, чем определеннее теоретические рамки, в которые укладываются новые измерения, тем лучше и полнее мы понимаем окружающий мир. РАСКРЫВАЯ СЕКРЕТЫ 53 После поездки в Падую и осмотра ее исторических достопри- мечательностей я в полной мере осознала, насколько важную роль сыграл Галилей в формировании такого способа мышления. Одна из самых знаменитых достопримечательностей Падуи — капелла Скровеньи с фресками Джотто начала XIV в. Эти изображения при- мечательны по многим причинам, но для ученого самым интерес- ным, пожалуй, является необычайно реалистичное изображение пролета кометы Галлея 1301 г. в сцене поклонения волхвов (рис. 6). Это настоящее чудо! В то время, когда художник рисовал эту фре- ску, комету можно было видеть на небе невооруженным глазом. Но эти изображения еще не были корректными с научной точки зрения. Девушка-гид показала мне Млечный путь на астрологиче- ских фресках Палаццо делла Раджоне (по крайней мере, ее учили, что это именно Млечный путь). Однако более опытный гид позже объяснил ей, что такая трактовка изображения неверна и не соот- ветствует времени создания фрески. В те времена люди просто рисо- вали то, что видели. Вероятно, художник хотел изобразить звездное небо ясной ночью, но не имел в виду ничего определенного вроде нашей Галактики. Науки в современном понимании еще не было. РИС . 6. Джотто изобразил эту сцену на стене капеллы Скровеньи в начале XIV в., когда комета Галлея была видна невооруженным глазом 54 МАСШТАБИРОВАНИЕ РЕАЛЬНОСТИ До Галилея наука полагалась только на непосредственные на- блюдения и чистые размышления. Образцом для всех желающих разобраться в устройстве мира служила аристотелева наука. Ма- тематику можно было использовать для дальнейших умозаключе- ний, но базовые положения принимались на веру или со ссылкой на прямые наблюдения. Галилей открыто отказался опираться в своих исследованиях на жүктеу/скачать 8,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|