На службе у войны: негласный союз астрофизики и армии - Тайсон Нил Деграсс

Мало-помалу астрономия стала наукой. На протяжении I тысячелетия до н. э. астрономы Месопотамии и Китая – на службе у династий, завоевателей и верховных жрецов – составляли систематические отчеты о небесных событиях, которые им довелось наблюдать, а также разрабатывали методы и даже инструменты для предсказывания того, что произойдет в будущем. На сегодня найдено примерно полторы тысячи поздневавилонских глиняных табличек, в форме дневника повествующих о регулярных астрономических наблюдениях на протяжении восьми столетий. В этих табличках содержатся сведения о лунных затмениях, погоде, промежутках времени между восходами Луны и Солнца и между их закатами на различные даты каждого месяца, об изменениях положений планет по отношению к тридцати одной опорной звезде. Примерно к 500 году до н. э. вавилонские астрономы разработали математические методы предсказания дат новолуний и полнолуний. Самая ранняя из известных летописей ряда солнечных затмений между 720 и 480 годами до н. э. происходит из Китая. К 200 году до н. э. китайские придворные астрономы уже начали составлять хроники большинства небесных явлений, видимых невооруженным глазом, как циклических, так и эпизодических, и при этом не имело значения, понимали ли сами наблюдатели, что они видят: полярные сияния, кометы, метеоры, солнечные пятна, вспышки новых и сверхновых звезд. В тех же хрониках месяц за месяцем регистрировались пути планет. Предполагаемая связь между разворачивавшейся в небесах жизнью Вселенной и положением дел в государстве приводила к тому, что государство брало составление небесных хроник под охрану. На современном сленге, это были «закрытые исследования»[41].

Когда в начале 1990-х я был постдоком в Принстонском университете, один студент магистратуры, специализировавшийся по древней китайской культуре, обратился ко мне с вопросом об определенной исторической дате. Где-то около 1950 года до н. э. – точного года он не знал – в Китае произошли большие события, и он подозревал, что им предшествовало какое-то событие небесное. Он оказался прав.

Запустив мою программу-планетарий в прошлое, я обнаружил, что 26 февраля 1953 года до н. э. произошло самое тесное соединение планет за всю историю человеческой цивилизации: Меркурий, Венера, Марс и Сатурн собрались на небе на площади, которую можно было бы заслонить ногтем, отнесенным от глаза на расстояние вытянутой руки (полградуса), а Юпитер находился от них в стороне на две ширины пальца (в четырех с половиной градусах). Это был грандиозный «парад» всех пяти известных тогда планет. Спустя четыре дня к этому слету должен был присоединиться тоненький серпик нарождающейся Луны, и общую площадь неба, которую занимали все шесть объектов, теперь можно было заслонить вытянутой рукой, сжатой в кулак (десять градусов). Мои университетские коллеги-астрономы, имевшие доступ к вычислительным средствам, независимо подтвердили мои выводы.

Несмотря на неопределенность, которая неизбежно возникает, когда пытаешься датировать события древней истории, оказывается, что 1953 год до н. э. действительно может совпадать с основанием династии Ся первым ее правителем Ю, о котором в летописи «Сяоцзин Гоумин Цзюе» написано: «В эпоху Ю планеты сбились в кучку, как горсть жемчужин». Еще важнее то, что, согласно ныне утерянному документу I века до н. э. «Хун Фань Чжуань» («Отчет о великом плане»), новый китайский календарь отсчитывает дни от весеннего утра примерно в 2000 году до н. э., когда случилось соединение пяти планет с только что народившейся Луной. Все это свидетельствует в пользу того, что соединение планет в феврале 1953 года до н. э. было начальной датой современного китайского календаря[42].

В то время как китайцы были заняты наблюдением и регистрацией поведения небесных тел, греки расширяли границы астрономии, делая ее и более схематической, и более практической, и более доступной. Вооруженные геометрией, они стали измерять и картографировать Вселенную так подробно, как ни одна цивилизация до них. Триангуляция, идея которой изложена в Евклидовых «Началах» (около 300 г. до н. э.) в виде чисто математического утверждения, оказалась ключом для оценки расстояния между Землей и Солнцем. А спустя несколько столетий после того, как «Начала» вышли в свет, безымянный выдающийся мастер – возможно, с острова Родос и, вероятно, в сотрудничестве с астрономом – построил весьма сложное устройство, объединявшее в себе календарь, астрономический компьютер, свод астрономических таблиц и планетарий. Этот, возможно, самый обсуждаемый научный артефакт древности известен теперь как Антикитерский механизм[43].

Специалист по классическим культурам и историк математической науки Александр Джонс предлагает назвать этот удивительный механизм космохрониконом. Найденное среди других ценных грузов на большом средиземноморском корабле, затонувшем на глубине 180 футов, и снабженное десятками бронзовых зубчатых колесиков, ручкой для завода, многочисленными циферблатами и множеством надписей, это устройство величиной с коробку для обуви могло вычислять фазы Луны, изменяющуюся долготу Солнца, Луны и планет, время наступления затмений, солнцестояний и равноденствий и несколько протяженных временных циклов. Исследователи датируют его происхождение – скорее всего, I век до н. э. и определенно не позднее I века н. э. – по словам, характерным для эллинистической эпохи, по начертанию букв в надписях, по объему астрономических знаний, отраженному в объекте, и по десяткам монет, валявшихся вокруг него на дне моря среди обломков корабля. Сложность механизма поразительна, и все же у него имеется несколько известных предшественников. Есть у него и культурный контекст: астрономия рассматривалась как предмет, подходящий для популяризации (сравните наши телевизионные программы «Космос» и «Звездные беседы» с тщательно охраняемыми космическими секретами древней

Китайской империи). Как в общественных, так и в личных пространствах Средиземноморья встретить предметы астрономического назначения было обычным делом: большие и малые солнечные часы, армиллярные сферы, звездные глобусы и служившие астрономическими календарями каменные таблички – парапегмы – с подвижными штифтами, вставлявшимися в дырочки напротив пронумерованных дат. Антикитерский механизм, сложные внутренние функции которого были лишь недавно выявлены при помощи рентгеновской компьютерной томографии (КТ), а детали поверхности прояснены благодаря применению метода получения изображений в отраженном свете, ярко воплощает греческую идею «равномерно текущего времени, измеримого при помощи инструментов»[44].

В ту же эпоху вышла на первый план и физика. Ко II веку н. э. восходит история о греческом математике и военном изобретателе Архимеде, который, если верить рассказам, около 213 года при помощи изобретенного им «сжигающего зеркала» сфокусировал солнечные лучи на кораблях римского флота, стоявшего на якоре в гавани Сиракуз, и, по словам Лукиана, «испепелил неприятельские триремы посредством своего искусства». Но еще до того, как Архимед совершил (или не совершил) это, математики и инженеры уже задумывались о том, как создать действующее зеркало такого рода. Самый ранний подробный анализ этой проблемы привел к выводу, что такое зеркало должно быть вогнутое, возможно, параболическое и не одиночное, а состоящее по крайней мере из двух дюжин отдельных подвижных элементов.

Зеркала должны быть большими и делаться из полированной бронзы. И по сей день инженеры-механики, от увлекающихся техникой подростков до телевизионщиков, время от времени реализуют изобретение Архимеда, кто полностью неудачно, а кто и с успехом[45].

Несмотря на растущую роль астрономии в повседневной практике, небесные явления все еще могли оказывать сильное воздействие на мистически настроенные умы. Иногда они даже меняли ход истории. Появление кометы или вспышка сверхновой могли стоить властителю его трона. Затмение могло стать причиной начала битвы, победы, поражения или сдачи в плен. День, когда Одиссей вернулся к своей жене, которую все считали вдовой, но которая продолжала его ждать, и когда он расправился с толпами осаждавших ее дом женихов, вполне мог совпадать с днем солнечного затмения 1178 года до н. э. Геродот, военный историк, писатель-путешественник и автор, как мы сейчас сказали бы, журналистских расследований, живший в V веке до н. э., рассказал о том, какую роль сыграло солнечное затмение, случившееся на шестой год войны между лидийцами и мидянами. Участники битвы, пишет он, были так поражены тем, что «день внезапно превратился в ночь», что обе сражающиеся стороны бросили оружие и начали переговоры[46]. Современные вычисления, основанные на законах небесной механики, дают точную дату этого события: 28 мая 585 года до н. э., примерно в 7:30 вечера.