Когда Земля была в центре мира

Историк науки Маттео Валлериани — о прогрессивной средневековой медицине и фрагментарном современном знании

Иллюстрация: Артём Го
Иллюстрация: Артём Го

В октябре на московский фестиваль «NAUKA 0+» приезжал профессор Технического университета в Берлине Маттео Валлериани, историк науки и технологий. В сфере интересов Валлериани — античные и средневековые научные системы, труды Галилея и развитие баллистики, металлургии, инженерного дела и других технологий. Историк рассказал корреспонденту «Чердака», чем был привлекателен геоцентризм, как практика превращается в теорию и почему эксперименты Галилея в реальности не работали.

— Над чем вы сейчас работаете?

— Мое текущее исследование посвящено длительному периоду: от XIII века — времени появления в Европе университетов — и до XVII века, то есть до конца Ренессанса. Я исследую то, что изучали студенты в первый год своего обучения в качестве эдакого «введения в специальность». А изучали они главным образом космологию. Это комплексная дисциплина, в рамках которой студентам давали общее представление об устройстве мира. В ее основе в то время — античная идея геоцентризма, полагавшая Землю центром мира. Она преподавалась в университетах четыре столетия, и ее основные постулаты оставались неизменными. Изучая этот курс, я пытаюсь понять, как формировалась общеевропейская научная идентичность.

Как это выглядит на практике: я изучаю книги, которые использовались для обучения студентов-первокурсников. Была, например, книга Tractatus de sphaera (лат. досл. «Трактат о сфере», также известный как «Трактат о земной сфере» или просто «О сфере»), что-то вроде «Введения в космологию». Она была написана в XIII веке, и ее содержание не менялось четыре века. Но были и другие книги, шедшие с ней в комплекте, — в них объяснялось, зачем надо учить космологию. А вот их содержание менялось постоянно. То есть, будучи средневековым европейским студентом XIII, XIV или XV века, вы изучали ту же самую космологию, но в каждую эпоху менялись причины, по которым ее надо учить.

— И как они менялись?

— В XII веке космологию учили, главным образом, чтобы стать профессиональным составителем календарей. Это искусство под названием сomputus (лат. «исчисление») было весьма востребованным, так как в каждом городе, в каждой деревне составляли собственные календари. В основании их составления были вычисления расположения звезд. Существовали и специальные методы для вычисления этих расположений, которым необходимо было учиться.

Люди XIV—XV столетий были весьма озабочены астрологией — та была неразрывно связана с медициной. Сегодня если вы заболеете и пойдете к астрологу-целителю, его первый вопрос к вам будет: «Когда именно вы заболели?» Так же это происходило и в Средние века. Зная, когда началась болезнь, лекарь заглядывал в специальные карты, чтобы увидеть, где в то время находилось Солнце, Луна и звезды, чтобы понять, какая болезнь такому расположению соответствует. Такой была официальная медицина того времени, и она считалась очень даже научной.

«Трактат о сфере» 1542 года издания. Фото Wolfgang Sauber CC BY-SA 3.0

В XV—XVI веках, когда началась эпоха Великих географических открытий, оказались востребованы географические знания. Но вы не получили бы их в ту эпоху без знания космологии и астрономии. Потому что география мыслилась людьми того времени как геометрия поверхности планеты, которая, в свою очередь, представляла собой не что иное, как проекцию геометрии Вселенной. Географию сначала называли космографией, то есть переложением космической или божественной геометрии на Землю.

Интересно, что к этому времени люди знали и понимали космос намного лучше, чем земную поверхность, ведь космос можно было легко обозревать, в отличие от поверхности Земли. Ученые того времени смотрели на Землю как бы из космоса, и у них был уже достаточно неплохой математический аппарат, чтобы многое понимать о движении звезд и планет. При этом у них было недостаточно величин, метрик, чтобы так же хорошо понимать движение, размер и другие характеристики Земли. Например, географы не могли сказать, что этот город находится на такой-то параллели, а эта местность — на такой-то. Средневековым людям не требовалось делить планету на сегменты. Это стало нужно, лишь когда они начали путешествовать по океанам.

Представьте, возвращается такой человек из путешествия и радостно объявляет друзьям: «Я открыл новые земли! Где они находятся? Эээ…» Вот так появилась эта потребность. Людям нужны были какие-то метрики, чтобы понимать, куда они движутся, где окажутся, чтобы потом сообщить об этом другим. Сегодня параллели и меридианы чуть ли не первое, что вы учите в школе на уроках географии.

Но все эти вещи — составление календарей, медицина, география, они так или иначе преподавались с XIII по XVI век, просто их значение возросло с наступлением эпохи Великих географических открытий, и с ее наступлением в их изучение вводится множество инноваций.

— Вы в своих исследованиях сравниваете античную и средневековую науку — и науку Нового времени, сравниваете их как системы. Что между ними общего и в чем различия?

— Я бы хотел не столько сравнивать, сколько показать преемственность одной системы науки по отношению к другой. Расхожее представление о том, что у античной науки были какие-то свои категории, а потом Возрождение предложило что-то принципиально новое, — это представление, по-видимому, неверно.

Главное, что случилось с европейской наукой в XIII веке, — это влияние арабской науки, основание университетов, идея, что знание может быть доступно большему количеству людей, а также первые путешествия миссионеров, например в Китай. Дальше эти тренды продолжились, и никакого глобального перелома в XIV или XV веке не было. Мы до сих пор думаем, что в эпоху Возрождения появилось что-то принципиально новое, но это на самом деле сочинили гуманисты. Рене Декарт высказывался в том духе, что, мол, все толковое, что придумано, создается сейчас, а до этого был один только вздор. И мы до сих пор во власти такого представления. (Тут Валлериани имеет в виду первое предложение первой главы «Размышлений о первой философии»: «Несколько лет назад я был поражен тем количеством лжи, которую я усвоил в детстве, и весьма сомнительной природой того знания, которое я воздвиг на ней. Я понял, что однажды мне совершенно точно нужно будет снести все основания и начать все снова с фундамента, если я хочу основать в науке что-то, что будет устойчивым и продлится долго» — прим. «Чердака», цит. по переводу Шейнман-Топштейн.)

Но я, как историк науки, вижу преемственность, а не внезапный прорыв. Этот прорыв случился только после Ньютона — появилась действительно новая физика и новая идея об устройстве мира.

Рисунок мозга из трактата Декарта, демонстрирующий местонахождение шишковидной железы, в которой, по мнению картезианцев, соединялась душа с телом. Wellcome collection CC BY 4.0

— Многие представляют себе развитие науки достаточно линейно. Были древние донаучные времена, потом античность с ее математикой и философией, потом «темные» Средние века, а потом началось: Галилей, Коперник, Ньютон — это такой путь, от незнания к знанию. Было ли так на самом деле?

— Конечно, наука не развивалась от плохого к хорошему, по линейному пути. Ее развитие очень зависит от социального, политического и экономического контекста в каждую эпоху. Кроме того, наука в каждый момент времени кажется людям лучшим, что у них есть на данный момент. Допустим, медицина Средних веков нам кажется варварской — вся эта хирургия без анестезии и обеззараживания. Но если вы заглянете в тексты того времени, вы обнаружите, что люди были полностью удовлетворены своей медициной. Сегодня мы можем пойти в другую больницу, выбрать менее инвазивный способ лечения, и в те времена врач тоже выбирал: а что если взять растение для приготовления эссенции из этого региона, а не из другого — возможно, лекарство будет эффективнее? Или лучше на вкус? Но в целом люди не думали, что у них варварская медицина.

Даже в XIV веке, когда в Европе разразилась эпидемия чумы и треть населения погибла за 15 лет, люди не решили, что это произошло из-за тотально неверной концепции здравоохранения. Они думали, что все из-за грязного воздуха, а если забраться повыше, где воздух чище, — там риск заболеть меньше. Кстати, поэтому в тот период в Европе строилось так много башен. И это была вполне научная идея, в каком-то смысле даже действенная.

Сейчас историки науки выясняют, был ли у Европы общий научный контекст. Ведь хотя люди и жили в разных уголках Европы, говорили на разных языках, не пересекались друг с другом, жизнь и проблемы у них были одинаковые — они ели, спали и т.д. Отсюда и одинаковые технические решения. Так, например, людям во всех областях надо перемещать грузы на большие расстояния, и вот в разных областях появилось колесо.

Сейчас происходит то же самое: множество научных коллективов по всему миру работают независимо друг от друга, но над решением одних и тех же проблем и часто приходят к одинаковым результатам, хотя и разными путями.

— Многие ваши работы посвящены конкретным технологиям — баллистике, металлургии, артиллерии. Как их развитие в Средние века связано с развитием самой науки?

— В доисторический период контекст человеческого познания был скорее натуралистический: люди изучали камни, животных и растения. В раннее Новое время (XVI-XVII) экономические и социальные обстоятельства сложились так удачно, что мы за короткий период получили много технических новинок. Ну как у нас сейчас каждые полгода новый айфон, так и у них каждые несколько месяцев — новые механизмы, новые машины, оружие. Инновации были повсюду. Строительство, металлургия, архитектура стремительно развивались практически везде. Мое исследование как раз демонстрирует, насколько сильно теоретическая наука зависит от подобного: прикладных разработок и технологий.

Допустим, в обществе начинается технологический рост. Технологии начинают применяться массово, и все большее количество людей может их себе позволить. Допустим, у нас есть 10 людей и они хотят построить дом. Есть один архитектор и один инженер — они друг с другом встретятся, пообщаются и вместе построят этот дом. А теперь представьте, что инженер по-прежнему один, но людей, мечтающих о доме, уже сто. Предыдущая схема не работает — на всех желающих одного инженера не хватит, поэтому он садится и пишет книгу, чтобы научить людей проектировать и строить дома.

До этого, когда он строил дома, он не задумывался, как это у него получается, — он просто усваивал прикладное знание от мастера или от родителей. Но когда вы принимаете решение написать об этом книгу, вы тут же начинаете об этом рефлексировать. Так у вас появляется теория того, что вы, собственно, делаете. Без такой теории невозможно объяснить другим суть вашей работы. И по мере того, как растет число людей, вы начинаете обмениваться не вашим трудом, а вашим знанием, и это знание становится все более и более абстрактным.

К тому же ранее Новое время — время формирования централизованных государств — абсолютных монархий. Им всем требовалась инженерная мысль, и вот они строили школы для этого. И эти школы, будучи образовательными инженерными учреждениями, быстро формировали теоретическую науку, неразрывно связанную с технологиями. Хотя, конечно, люди строили корабли и мосты до понимания идей статики и гидродинамики, которые сегодня есть у нас.

Использование горна. De re metallica, книга XII. 1556 год. Wellcome Collection CC BY 4.0

— И так, по мере получения нового технологического знания, люди начали понимать, что идеи античности, в частности Аристотеля, о Земле в центре мира неверны?

— Вообще, Аристотель оставался в почете. С ним все Средневековье спорили, но никогда не отвергали. Конфронтация с его взглядами обозначилась в культуре лишь в XVI—XVII столетиях. Может, вы читали, что Галилей был противником Аристотеля. Но на самом деле итальянский ученый много раз говорил, что, если бы Аристотель был жив, он бы с ним, Галилео, согласился.

— Почему он был так в этом уверен?

— Во-первых, трудно, конечно, сказать, что сказал бы Аристотель, потому что до нас мало что дошло из его трудов. Аристотель был неправ во многих аспектах физики, но у него был хороший метод — наблюдение. Поэтому Галилео так и говорил. Его основной метод тоже заключался в наблюдении. «Я пришел спустя 2000 лет, так что я знаю больше, но метод остается тем же», — примерно так рассуждал Галилей. Аристотель был крайне важен в формировании научной культуры. Как я уже говорил, средневековая космология — это аристотелева космология, с Землей в центре. Это считалось фундаментальной картиной мира до XVII века. Даже после Коперника и после Ньютона по множеству практических причин вы должны были быть знакомы с этой картиной мира.

А причины вот какие. Представьте, что вы плывете в море. Вам нужна навигация. Например, нужно посчитать долготу. Сегодня вы используете электронные устройства, а в начале XX века вы вычисляли время от вашей гавани до какой-то позиции, затем вычисляли вашу позицию и узнавали, насколько далеко вы от нужного вам места. Чтобы вычислить время, вам нужен был хороший хронометр, но такой был создан только в XIX столетии. До этого вы могли вычислить свою долготу только при определенных условиях, используя астролябию.

Что такое астролябия: это такая тарелка с картой звездного неба. Звезды на астролябии — это стереометрическая проекция точек и линий небесной сферы по аристотелевской модели. Так что даже если вы в те времена уже знали, что геоцентрическая система мира неверна, вы все равно ее использовали, применяя астролябию — чисто в практических целях.

Только когда был изобретен надежный хронометр, который работал и на кораблях, и при высокой влажности, люди отказались от астролябии. Окончательно геоцентрическая модель была признана неверной только после Ньютона.

Вообще, космология, как система знания, очень привлекательна для человеческого ума своей цельностью: в ней все взаимосвязано, все в ее рамках: медицина, календари, понятие космоса. Все приведено в одну систему. Все имеет смысл, не содержит никаких противоречий. Сегодня у нас есть множество наук, специалисты в которых занимаются отдельными узкими темами, мало общаются с коллегами из других областей, даже из соседних. В итоге мы живем во фрагментированном мире. Мы понимаем отдельные феномены, но не понимаем мира в целом.

Астролябия XVI века. Jean-Pierre Dalbéra CC BY 2.0

— То есть можно сказать, что у людей Средних веков была холистическая картина мира?

— Совершенно верно, это холистический принцип, теория о единстве всего, в том числе человека и космоса. Отказавшись от геоцентрической модели мира, человек отказался также и от представления о том, что знание составляет цельную систему, будучи собрано вместе. Конечно, отдельные науки развивались — взять ту же медицину, но утрата вот этого единства знания о мире была, конечно, большой потерей эпохи модерна. Сегодня мы имеем понятный в частностях, но непостижимый в целом мир. Для людей Ренессанса это было непредставимо.

— Вернемся к Аристотелю. Он был автором метода наблюдения, но Галилео известен как автор экспериментального метода. Почему он смог его «изобрести»?

— Галилео изобрел экспериментальный метод, но это делали и многие инженеры, с которыми он работал, в частности Никколо Тарталья. Просто Галилео был более политически продвинут. Он преуспел в том, чтобы брать знание из технологий — я называю это практическим знанием. Подобное мы получаем в наши дни в лабораториях. Это практическое знание и считалось в ту эпоху экспериментальным. Эксперимент или технология дают вам данные, а вы, как ученый, пытаетесь эти данные объяснить. Идея лаборатории еще не появилась — она возникла намного позже.

Конечно, у него было что-то, что он называл experimentia. Но если вы попробуете это повторить, вы обнаружите, что оно не работает — это все были теоретические выдумки. Я читал курс про Галилео в Берлине. Идея курса состояла в том, чтобы повторить все его эксперименты. Так вот, ни один из них не сработал. Потому что это мысленные эксперименты и работают они в теории. Если вы их воспроизведете так и в той последовательности, что предлагал Галилей, они не сработают для практических целей. А это значит, что он никогда не проводил своих экспериментов.

К примеру, в своей работе Il Saggiatore (буквально с лат. — "пробирщик"; принято считать, что в этом трактате Галилей сформулировал основные идеи научного подхода как такового), опубликованной в 1623 году, он описывает подобный «опыт», чтобы показать относительность движения. В опыте используется ведро с водой, в котором плавает шар (непонятно, насколько он погружен в воду). Наблюдатель держит ведро и поворачивает его вокруг своей оси. При этом он видит, что шар внутри вращается вокруг своей оси, но для стороннего наблюдателя всей этой процедуры кажется, что шар не вращается. Теоретически это должно получиться, но на самом деле не работает, потому что аппарат для этого не подходит (чаще всего шарик начинает касаться стенок ведра из-за центробежных сил).

Но в этом нет ничего плохого. Мысленный эксперимент занимает в науке почетное место. Но сама идея извлекать данные из экспериментов у Галилея уже присутствовала. И как раз практические данные ему предоставляли инженеры и другие люди, которые реально что-то создавали. Особенно те, кто занимался артиллерией. Артиллерия была прекрасной лабораторией, поэтому она так важна.

Вычисляя траекторию пушечного ядра — что было крайне важно для войны, артиллерийские инженеры в конце концов должны были прийти к пониманию того, как в принципе падает твердое тело, а это одна из основных задач классической механики. Это один из ярких примеров того, как связаны технологии и то, что потом стало наукой нового времени: Галилей, потом Кепплер, потом Ньютон — это очень долгий процесс.

Гравюра 1547 года, изображающая артиллерийские расчеты. Автор: Walther Hermann Ryff Deutsche Fototek CC BY-SA 4.0

— Если вспомнить, что мы знаем о Галилео по школьной программе, то он был великий ученый, конфликтовал с церковью, вынужден был отказаться от своего учения, а после сказал: «И все-таки она вертится» (на самом деле не говорил). А кто Галилео для вас? Что самое интересное в его личности и его исследованиях?

— Как я уже говорил, существовала холистическая система знания, а Галилей разобрал его на отдельные составляющие. Возможно, это была одна из косвенных причин, почему церковь заставила его отказаться от своей теории. Они говорили: «Галилео, если ты прав, нам придется отвергнуть этот чудесный мир». То есть не сам мир, а его чудесную идею. Но тот факт, что Галилео продолжил свои изыскания даже после этого, говорит о том, что он действительно понимал, что разрушает этот мир. Церковь просто не могла принять идею о том, что ее знания о мире недостоверны, что они не соответствуют этому миру. Галилей принимал такое противоречие легче. Он понимал, что его теории в каком-то смысле разрушают этот старый мир. Но он был при этом и более оптимистичен и, видимо, надеялся, что на смену этой разобщенности придет новый вид объединения.

— История Средневековья и Возрождения, кажется, изучена вдоль и поперек. Осталось ли там, что еще изучать?

— Возрождение — да, пожалуй, уже очень хорошо изучено. Чего не скажешь о Средних веках. Причина совершенно практическая: средневековые манускрипты — арабские, латинские, византийские — трудно читать. Нужно очень долго учиться, чтобы разбирать все эти старинные языки и затейливую каллиграфию. А таких документов миллионы. Но есть и кое-что совершенно новое: теперь мы можем изучать большие массивы текстов методами digital humanities.

Когда я еще занимался исследованиями Галилея, я пытался прочитать все эти рукописи, которые он написал, и это был максимум того, что я мог сделать. Теперь, в новом проекте, у меня сотни и сотни книг, и я читаю их с помощью компьютерной программы. Я работаю совместно с математиками и специалистами по computer science. И это довольно новое явление: теперь, с помощью анализа данных, т.н. text mining, кластеризации, сетевого анализа и прочих подобных методов я могу получить ответы на вопросы, о которых историческая наука раньше могла только гадать.

Допустим, я уже выяснил кое-что о европейской научной идентичности. А именно, что по мере развития науки знание людей становилось все более математическим. Это не значит, что все становились математиками. Просто знание все больше основывалось на математических принципах.

— Вы говорите, что науки сегодня все больше расходятся в разные стороны и сегментируются. Как думаете, создание «теории всего» возможно?

— Если и возможно, то точно не сегодня. Я верю в то, что наука как институт зависит от контекста, от условий и людей. Чтобы создать такую теорию, они должны искать пути объединения и обсуждения своих взглядов и научных результатов. Сейчас это невозможно — ученые и научные коллективы слишком разделены, научные области фрагментированы, ученые замкнуты внутри устаревших социальных конструктов. Скажем, национальности — это старый разделительный конструкт, а нам нужны общемировые обсуждения планетарных проблем. Думаю, если мы найдем способ говорить друг с другом, мы начнем делать большие шаги вперед. Политические, религиозные да и технологические рамки — все это, конечно, очень нас тормозит.

Евгения Щербина
Теги:

Читать еще на Чердаке: