Еще более важными стали те изобретения, которые дали новой европейской науке необходимый инструментарий. Прежде всего надо упомянуть о создании новых оптических приборов — телескопа и микроскопа. Путь к ним оказался довольно долгим: ряд оптических свойств изогнутых поверхностей был известен еще в античности, с конца XIII в. в Европе появляются очки, а с XVI в. ученые постепенно начинают рассматривать малые объекты при помощи лупы. Принято считать, что первый микроскоп был создан в 90-е годы XVI в. голландскими оптиками, установившими две выпуклые линзы внутри одной трубки. На протяжении XVII в. усовершенствованием этого прибора занимались многие исследователи, и одним из первых, кому удалось добиться приемлемого для научных наблюдений увеличения, стал голландец Антони ван Левенгук (1632–1723). Созданные им микроскопы со 150-300-кратным увеличением позволили впервые увидеть бактерии и эритроциты.
Честь изобретения телескопа приписывают себе четыре страны: Англия, Нидерланды, Италия и Германия. Так или иначе, это устройство стало широко известно в результате деятельности нидерландского мастера по изготовлению очков Ханса Липперсхея (1570–1619) — в 1608 г. он предложил использовать сконструированный им телескоп в военных целях. Однако голландцы решили, что для военных нужд удобнее бинокли, а телескоп был оставлен в основном для развлечения.
В следующем году о существовании телескопа узнал итальянский механик и астроном Галилео Галилей (1564–1642) и сразу же начал работать над аналогичным прибором. При этом детали изобретения Липперсхея ему не были известны, Галилей лишь знал, что оно принципиально возможно. В итоге после ряда опытов он добился того, что сконструированный им телескоп обеспечивал тридцатикратное приближение, чего оказалось достаточно для сенсационных открытий в области астрономии.
Пересмотр античной модели мира
Той сферой, открытия в которой, пожалуй, наиболее радикально повлияли на мировоззрение современников, стала именно астрономия. Согласно сохранявшему тогда свою актуальность учению Аристотеля, «надлунный мир» считался вечным и неизменным. Обосновав идею о том, что центр Земли является одновременно и центром Вселенной, Аристотель полагал, что земля и вода притягиваются именно к этому центру — поэтому наша планета и обладает формой шара. В его системе Земля не имела собственного осевого вращения, однако вокруг нее был расположен ряд полых, прозрачных и вращающихся сфер, благодаря которым и осуществлялось движение планет и звезд. Эту часть учения Аристотеля еще во II в. н. э. пытался скорректировать Птолемей, однако, хотя его система и оказалась более сложной и одновременно принимающей во внимание большее количество реалий, она не отвечала потребностям Нового времени. Эпоха Великих географических открытий породила острую необходимость в новых астрономических приборах, которые позволяли бы устанавливать точные координаты кораблей в открытом море. Использование же таких приборов, в свою очередь, было невозможно без составления как можно более подробных таблиц движения планет.
Одним из первых, кто попытался пересмотреть систему Птолемея, стал польский ученый Николай Коперник (1473–1543). Выпускник университета Кракова, он много путешествовал, учился и работал в Италии, где приобрел определенную известность как астроном и медик. Вернувшись на родину, он создал обсерваторию и продолжил астрономические наблюдения. Со временем он пришел к выводу, что ряд закономерностей в движении планет необъясним в рамках теории Птолемея и изложил свое видение космоса в трактате «Об обращении небесных сфер», опубликованном в 1543 г.
Вместо геоцентрической модели мира Коперник предложил гелиоцентрическую: все планеты вращаются не вокруг Земли, а вокруг Солнца. В остальном же он оставил систему Птолемея неизменной: для него Вселенная по-прежнему была ограничена сферой неподвижных звезд, орбиты планет имели форму круга, а их вращение объяснялось вращением сфер, к которым крепились планеты. Тем не менее труд Коперника в немалой степени повлиял на общефилософское восприятие окружающей действительности: Земля перестала мыслиться как центр Вселенной и превратилась в представлении людей в такую же планету, как и остальные. Соответственно, постепенно стала стираться граница между «надлунным» и «подлунным» миром, а затем возникло представление о том, что и космос, и Земля подчиняются одним и тем же законам. Со временем опасность работы Коперника для прежней, признанной Церковью картины мира осознало и духовенство: через семь с лишним десятилетий после первой публикации трактат польского ученого был внесен Святым престолом в «Индекс запрещенных книг».
Труды Коперника во многом послужили базой для работ его последователей, таких, например, как итальянский философ, астроном и математик Джордано Бруно (1548–1600), настаивавший на бесконечности Вселенной и множественности миров. Однако учение Коперника создавало для астрономов и определенные проблемы: несмотря на внешнюю радикальность его труда, характерный для него компромисс между собственными выводами и системой Птолемея привел к тому, что его модели с чисто прикладной точки зрения давали даже худшее, чем прежде, представление о реальном движении планет. Неудовлетворенность теоретической базой для расчетов со временем только нарастала. Одним из тех, чьи наблюдения вошли в противоречие с космологией и Птолемея, и Коперника, стал датский астролог, математик, астроном и алхимик Тихо Браге (1546–1601), долгие годы пытавшийся самостоятельно сделать выбор между гео- и гелиоцентрической системами. Стремясь их согласовать, Браге даже предложил считать, что вокруг Солнца вращаются все планеты, кроме Земли и Луны, а уже Солнце с Луной — вокруг Земли. Но главный его вклад в науку состоял, разумеется, не в этом, а в бесчисленных астрономических наблюдениях, признанным мастером которых его считали в Европе. В 1572 г. Браге неожиданно увидел новую звезду в созвездии Кассиопеи (современные астрономы идентифицировали ее как сверхновую), что стало настоящей сенсацией: ведь согласно античным теориям, в «надлунном» мире никакие изменения невозможны.
Многолетние наблюдения Браге заложили основу, которой воспользовался его ассистент, немецкий математик, астролог и астроном Иоганн Кеплер (1571–1630). Как считается, еще в годы его учебы один из профессоров, будучи вынужденным преподавать астрономию по Птолемею, устраивал во внеурочные часы занятия для небольшого кружка одаренных студентов, на которых рассказывал про открытия Коперника. Однако, присоединившись в 1600 г. к работе Браге над составлением новых астрономических таблиц, Кеплер вскоре пришел к выводу, что ни античные теории, ни система Коперника не позволяют сделать это с достаточной степенью точности.
Продолжив после смерти Браге его дело, Кеплер выдвинул предположение о том, что орбиты имеют форму не круга, а эллипса, и что планеты движутся тем быстрее, чем ближе находятся к Солнцу. В отличие от Галилея, писавшего: «Я предпочитаю найти истину, хотя бы и в незначительных вещах, нежели долго спорить о величайших вопросах, не достигая никакой истины», Кеплер пытался построить именно общую систему, выяснить фундаментальные законы и закономерности. Он подчеркивал: «Моя цель состоит в том, чтобы показать, что небесная машина должна быть похожа не на божественный организм, а скорее на часовой механизм». Его главная книга носила характерное название — «Гармония мира» (1619). В ней Кеплер раскрывал свою теорию гармонии в четырех областях: геометрии, музыке, астрологии и астрономии. Кеплера также считают одним из предшественников Ньютона в разработке закона всемирного тяготения; в одной из работ он, в частности, отмечал: «Тяжесть есть взаимная склонность между родственными телами, стремящими слиться, соединиться воедино».
Сторонником гелиоцентрической системы стал и Галилей. С помощью телескопа он совершил множество сенсационных открытий. Неожиданно оказалось, что поверхность Луны во многом похожа на земную и покрыта горами и кратерами, что Венера, подобно Луне, меняет свои фазы, что Млечный путь состоит из множества отдельных звезд, что на Солнце можно наблюдать пятна, а вокруг Юпитера вращаются его собственные луны. Свои открытия Галилей обобщил в сочинении «Звездный вестник» (1610).
Для Галилея было достаточно очевидно, что научное объяснение увиденных им небесных явлений возможно лишь в рамках теории Коперника, — и именно это привело к его последующему конфликту с Католической церковью. В 1616 г. книга Коперника была запрещена духовенством. Ну а поскольку труд Галилея «Диалоги о двух главнейших системах мира — Птолемеевой и Коперниковой» (1632) — фактически доказывал истинность гелиоцентрической системы, автор предстал перед церковным судом, вынужден был отречься от учения Коперника и публично покаяться.
