Цифровой журнал «Компьютерра» № 201 - Коллектив Авторов

Компьютерра

25.11.2013 - 01.12.2013

Колонка

История с астрономией, или процесс важнее результата

Дмитрий Вибе

Опубликовано 01 декабря 2013

После одной из недавних лекций я услышал упрёк, что слишком много внимания уделил истории вопроса, из-за чего у меня меньше времени осталось на описание современного состояния дел. Я и в самом деле люблю углубиться во тьму веков и попытаться осознать самому (и объяснить другим), как именно астрономическая наука пришла к тому или иному пониманию. Это всегда поучительно: снова пройти всю логику рассуждений и заблуждений на пути к решению какой-либо конкретной задачи.

Мне субъективно кажется, что истории в школьном курсе физики всегда было больше, чем в школьном курсе астрономии. Вспомните учебники физики: можно ли найти такой, в котором рассказ про тело, погружённое в жидкость, обходился бы без легенды о голом Архимеде? Заговорите об ускорении свободного падения — и в памяти возникнет Галилей, бросающий что-то с Пизанской башни. А вот подумайте о законах Кеплера. Легко ли приходят в голову (и приходят ли вообще) какие-либо «бытовые» подробности их открытия? (Что-нибудь типа «Кеплер открыл свои законы, наблюдая за шариком рулетки в казино».) Конечно, на астрономию всегда давали мало часов, и их не хватало на всякие исторические красивости. Но есть, я думаю, и другая причина. В силу специфики астрономических методов познания путь к более или менее «окончательному» пониманию оказывается куда более извилистым, чем в физике или химии. Описывать все его виражи — даже самых щедрых часов не хватит.

С другой стороны, если представлять читателю или слушателю только конечный результат, обоснованность этого результата может вызвать законные сомнения. То есть так можно было поступать лет тридцать–сорок назад, когда утверждения учёных воспринимались как безусловная истина. Но сейчас далеко не все, например, слушатели готовы покорно верить всем словам, например, лектора. Это вполне объяснимо: я лет тридцать–сорок назад лекции не читал, но подозреваю, что тогда к лекторам, да и вообще к людям, говорящим от имени науки, требования были выше, чем сейчас. Современные же требования хорошо иллюстрируются тем, как ТВ обычно объясняет желание взять именно у меня комментарий по какому-либо вопросу: «Ну и что, что это не ваша тема. Зато вы так хорошо говорите!»

Согласитесь, что в этих обстоятельствах слушатель имеет право на некоторое недоверие. А я, в свою очередь, не имею права автоматически загружать его набором фактов и интерпретаций. И потому я часто пытаюсь разговор собственно по теме предварить некоторым историческим экскурсом, который может, во-первых, быть не менее интересным, чем сама тема, во-вторых, раскрывать её более полно, чем простая констатация текущего положения дел.

Добавьте к этому специфичную для астрономии ситуацию с терминологией: астрономический термин часто отражает именно историю своего появления, но никак не связан с текущим смыслом. В отрыве от истории термин иногда становится не указателем на пути к пониманию, а, напротив, препятствием на этом пути. Классический пример — Большой Взрыв. Сколько людей, услышав про него, начинают ломать себе голову над вопросом, что и где взорвалось? И насколько им было бы легче, если бы они с самого начала знали, что в основе этого словосочетания лежит то ли шутка, то ли метафора, усугублённая крайне неудачным переводом на русский язык... (Кстати, не знает ли кто-нибудь, кто автор этого перевода? В интернете пишут исключительно, что термин «Большой Взрыв» придуман Фредом Хойлом. Вот так он взял и придумал: «Bolshoj Vzryv». И ехидно засмеялся.)

Ещё один экземпляр из этой же области — чёрная дыра. Исторически чёрные дыры — это что-тогипотетические объекты, существование которых предсказывается общей теорией относительности. Но эта история многими забыта, и потому нет-нет да и появляется типа «нерелятивистского объяснения природы чёрных дыр», хотя у них по определению не может быть нерелятивистского объяснения. Оно может быть у объектов в ядрах галактик, в квазарах, в рентгеновских двойных, но не у чёрных дыр.

Или, например, почему Солнце называется звездой главной последовательности? Кто и куда следует по этой последовательности? Почему спектральные классы OB называются ранними, а классы KM — поздними? Это невозможно объяснить без вылазки в историю — историю о том, как в XIX веке считалось, что звёзды светятся за счёт сжатия, что они появляются на свет горячими и яркими, а потом постепенно остывают и становятся холодными и тусклыми, сдвигаясь по диаграмме Герцшпрунга-Рессела вниз и вправо — вдоль главной последовательности. Звёзды ранних спектральных классов и на самом деле считались молодыми, а звёзды поздних спектральных классов — старыми. Конечно, сейчас так уже не считают, но если не полениться и всё-таки рассказать об этом, станет понятно, что нынешняя термоядерная теория энерговыделения в звёздах появилась не в результате произвола всё того же Эддингтона, а только после того, как были отвергнуты другие объяснения, до поры казавшиеся более правдоподобными.

Вообще, стоит ли тратить время на прошлые заблуждения? Кому и что станет яснее в астрономии, если он узнает, что Гершель допускал наличие жизни на Солнце? В чём познавательная ценность истории с марсианскими каналами? Но нас же всё время призывают учиться на чужих ошибках. Сделать это невозможно, если о чужих ошибках своевременно не узнать. Конечно, астрономам в силу вечного недостатка наблюдательного материала свойственна большая фантазия, чем тем же физикам, но ведь Гершель писал об обитаемости Солнца не совершенно без оснований. Он пытался на основе имеющихся у него данных осмыслить природу солнечных пятен и совершенно правильно догадался, что пятна глубже и холоднее остального солнечного диска, но несколько преувеличил разницу температур.

Ещё один пример раскопал недавно, разбираясь с историей представлений о звездообразовании. Был в XIX веке такой замечательный человек Уильям Хеггинс, который первым пронаблюдал спектр газовой туманности (доказав тем самым, что она газовая). Ранее Гершель (уже совершенно без оснований) высказал предположение, что из некоторых туманностей могут рождаться звёзды. Хеггинс же на основании своих наблюдений считал, что закрыл это предположение. Он видел в спектрах туманностей линии излучения, а в спектрах звёзд наблюдались линии поглощения; если бы звёзды образовывались из туманностей, мы должны были бы наблюдать переходные объекты — одновременно и с линиями излучения, и с линиями поглощения. Поскольку Хеггинс таких объектов не видел, он счёл следующее: (попробую цитатой передать его пафос; сейчас в научных статьях так не пишут) «Туманности, испускающие газовый спектр, есть системы, структура и предназначение которых в отношении вселенной совершенно самостоятельны и имеют другой порядок, нежели обширная группа космических тел, к которой принадлежат наше Солнце и неподвижные звёзды».

Многие статьи прежних лет невероятно красивы стилистически, и их хотя бы за это стоит почитать. Но их достоинство не только в стиле. Верные слова и ошибки в них в равной степени представляют собой ту самую логику познания, о которой сейчас много говорят как о главном смысле изучения наук в школе. В этом контексте гершелевская жизнь на Солнце является примером того, чтчто-тоо сейчас называется сверхинтерпретацией наблюдательных данных. А история каналов на Марсе — не просто забавная басня из прошлого, а нагляднейшая демонстрация того, что если человек хочет увидеть, он это видит.

Отдельно хочется упомянуть такое занудство, как методики прошлых лет и веков. Это кажется уж совсем ненужным: какая сегодня разница, как был устроен спектроскоп Хеггинса и какими химикатами один из величайших наблюдателей Вальтер Бааде обрабатывал фотопластинки, чтобы повысить их чувствительность? Но мне кажется, что об этом тоже не нужно забывать. Во-первых, чем древнее прибор, тем проще объяснить принцип его действия. Во-вторых, изобилие астрономических фотографий создаёт иллюзию простоты их получения: ну что там, прицепил к телескопу фотик, открыл затвор, и всё. Но на самом деле всё гораздо сложнее, и здесь может быть важно узнать, какие ухищрения приходилось изобретать, чтобы пробиться во Вселенную глубже хотя бы ещё на одну звёздную величину.

На мой взгляд, история науки — этот тот случай, когда процесс не менее важен, чем результат. Пропуская описание процесса, преподнося современное знание на блюдечке с голубой каёмкой, мы в какой-то степени девальвируем его, низводя до уровня астрологии и прочих разновидностей маскирующегося под науку шоу-бизнеса, которым в плане процесса предъявить как раз нечего.