Объясняя мир: Истоки современной науки

 

Посвящается Луизе, Элизабет и Габриель

TO EXPLAIN 
THE WORLD

The Discovery of Modern Science

S T E V E N  
W E I N B E R G

An Imprint of HarperCollinsPublishers

Москва  2016

Перевод с английского

ОБЪЯСНЯЯ 
МИР

Истоки современной науки

С Т И В Е Н 
В А Й Н Б Е Р Г

УДК 
001.6
ББК 
20г
 
В14
Переводчик Виктория Краснянская
Научные редакторы Дмитрий Баюк, к. ф.-м. н.; 
Владимир Сурдин, к. ф.-м. н. 
Редактор Антон Никольский
Вайнберг С.
Объясняя мир: Истоки современной науки / Стивен Вайнберг ; Пер. 
с англ. — М.: Альпина нон-фикшн, 2016. — 474 с.

ISBN 978-5-91671-479-1

Книга одного из самых известных ученых современности, нобелевского 
лауреата по физике, доктора философии Стивена Вайнберга — захватывающая и энциклопедически полная история науки. Это фундаментальный труд 
о том, как рождались и развивались современные научные знания, двигаясь 
от простого коллекционирования фактов к точным методам познания окружающего мира. Один из самых известных мыслителей сегодняшнего дня проведет нас по интереснейшему пути — от древних греков до нашей эры, через 
развитие науки в арабском и европейском мире в Средние века, к научной революции XVI–XVII веков и далее к Ньютону, Эйнштейну, стандартной модели, 
гравитации и теории струн.
Эта книга для всех, кому интересна история, современное состояние науки и те пути, по которым она будет развиваться в будущем. 

УДК 001.6
ББК 20г

Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было 
форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных 
сетях, а также запись в память ЭВМ для частного или публичного использования, без письменного разрешения владельца авторских прав. По вопросу организации доступа к электронной библиотеке издательства обращайтесь по адресу mylib@alpina.ru.

ISBN 978-5-91671-479-1 (рус.)
ISBN 978-0-06-234665-0 (англ.)

© Steven Weinberg, 2015
© Издание на русском языке, перевод, оформл ение.
 
ООО «Альпина нон-фикшн», 2015

В14

Фонд некоммерческих программ «Династия» основан в 2002 году Дмитрием Борисовичем Зиминым, почетным президентом компании «Вымпелком».
Приоритетные направления деятельности Фонда — поддержка фундаментальной 
науки и образования в России, популяризация науки и просвещение.
«Библиотека Фонда «Династия» — проект Фонда по изданию современных научнопопулярных книг, отобранных экспертами-учеными.
Книга, которую вы держите в руках, выпущена под эгидой этого проекта.

Издание подготовлено при поддержке
Фонда Дмитрия Зимина «Династия»

C О Д Е Р Ж А Н И Е

Предисловие ................................................................................ 9

Ч а с т ь  I 
Ф И З И К А  В  Д Р Е В Н Е Й  Г Р Е Ц И И

1. Материя и поэзия ................................................................ 17

2. Музыка и математика ......................................................... 31

3. Движение и философия ...................................................... 39

4. Эллинистическая физика и техника .................................. 49

5. Древняя наука и религия .................................................... 64

Ч а с т ь  I I 
А С Т Р О Н О М И Я  В  Д Р Е В Н Е Й  Г Р Е Ц И И

6. Практическая польза астрономии ..................................... 77

7. Измерения Солнца, Луны и Земли ..................................... 86

8. Загадка планет .................................................................. 100

Ч а с т ь  I I I 
С Р Е Д Н И Е  В Е К А

9. Арабы ................................................................................ 127

10. Средневековая Европа ...................................................... 150

О БЪ Я С Н Я Я  М И Р

Ч а с т ь  I V 
Н А У Ч Н А Я  Р Е В О Л Ю Ц И Я

11. Решение вопроса о Солнечной системе ........................... 175

12. Эксперименты начались .................................................. 221

13. Переосмысление метода ................................................... 235

14. Обобщения Ньютона ........................................................ 250

15. Эпилог. Великое упрощение ............................................. 295

Благодарности ........................................................................ 310
Технические замечания ........................................................... 311
Об авторе ................................................................................ 414
Комментарии ......................................................................... 415
Библиография ......................................................................... 449
Предметно-именной указатель ............................................. 459

Вообрази: пока мы тут, гуляя, 
С тобой беседовали, дорогая, 
За нашею спиной 
Ползли две тени, вроде привидений; 
Но полдень воссиял над головой 
Мы попираем эти тени!
Джон Донн. Лекция о тени*

* Английская лирика первой половины XVII века. — М.: Изд-во МГУ, 1989.

П Р Е Д И С Л О В И Е

Я физик, а не летописец, но с годами меня все больше и больше 
очаровывает история науки. Это необычайно интересная тема, 
одна из самых захватывающих в истории человечества. Мы, 
ученые, делаем на нее особую ставку. Те исследования, которые 
ведутся сегодня, берут свое начало в прошлом, на них ложится 
отсвет достижений предыдущих поколений — история науки 
вдохновляет ученых в их работе. Каждый из нас надеется внести хотя бы маленький вклад в грандиозную летопись естественной науки.
В своих книгах я много говорил об истории, но это в основном была история развития науки позднейшего времени, начиная со второй половины XIX в. до наших дней. И хотя за этот 
период мы узнали невероятно много новых фактов, цели 
и методы физики существенно не изменились. Если бы некоему 
физику из 1900 г. рассказать о нынешней Стандартной модели, 
применяемой в космологии или в физике элементарных частиц, 
он узнал бы много непривычного и удивительного, но сам принцип поиска выраженной на языке математики теории, выводы 
которой подтверждаются экспериментальным путем и объясняют целые категории явлений, был бы вполне понятен и знаком ему.
Пришло время, и я решил «копнуть глубже», чтобы получше 
узнать ранние эпохи научного познания, когда цели и методы 
физики и астрономии еще не сформировались в нынешнем 
виде. Следуя естественному для профессора университета пути, 
для того, чтобы самому узнать что-то новое, я решил заняться 
преподаванием интересующей меня области знаний как пред

О БЪ Я С Н Я Я  М И Р

мета. В Техасском университете за последние десять лет я на протяжении нескольких лет читал курс истории физики и астрономии для студентов старших курсов, не имеющих специальных 
знаний в области физики, математики или истории. Накопившихся при подготовке заметок мне хватило, чтобы написать эту 
книгу.
Но по мере того, как книга обретала форму, я увидел, 
что у меня получается нечто большее, чем простой нарратив: 
отражение того, как современный ученый воспринимает опыт 
науки прошедших эпох. В этой работе я пользуюсь возможностью раскрыть свое видение природы физической науки и ее 
неразрывной связи с религией, техникой, философией, математикой и эстетикой.
В доисторический период существовало что-то вроде науки. 
Природа все время демонстрировала множество загадочных 
явлений: огонь, грозы, эпидемии чумы, движение планет, свет, 
приливы и т. д. Наблюдение за миром вело к полезным обобщениям: огонь горячий, гром предвещает дождь, приливы выше 
в полнолуние и новолуние и т. д. Эти сопоставления стали 
частью эмпирических знаний человечества. Но появились люди, 
которых не удовлетворяло простое коллекционирование фактов. Они хотели объяснить мир.
Это было нелегко. Наши предшественники не только 
не знали того, что известно нам; что важнее, они не разделяли 
наши понятия о том, каким образом и что именно следует изучать в природе. Снова и снова, готовясь к очередной лекции 
моего курса, я поражался тому, насколько отличается методология науки минувших веков от современной. Цитируя знаменитые слова из известного романа Л. Хартли*, «прошлое — это 
чужая страна; обычаи его обитателей отличаются от наших». 
Я надеюсь, что мне удастся донести до читателей не только 
смысл событий, ставших вехами в истории точных наук, но и то, 
как трудно давались ученым того времени научные достижения.

* Хартли Л. Посредник. — М.: Б.С.Г.-Пресс, 2004.

П Р Е Д И С Л О В И Е
11

Таким образом, моя книга не только о том, как мы пришли 
к пониманию различных явлений и свойств окружающего мира. 
Любой труд по истории науки рассказывает об этом. Основное 
внимание в книге сосредоточено на том, как мы научились изучать мир.
Я отдаю себе отчет, что слово «объясняя» в заглавии книги 
поднимает вопросы, актуальные для философии науки. Они 
часто указывают на то, что трудно провести четкую границу 
между объяснением и описанием (мне придется сказать об этом 
несколько слов в главе 8). Но эта работа скорее по истории 
науки, а не по ее философии. Под объяснением я имею в виду 
нечто заведомо неопределенное, примерно то же, что в обычной жизни получается, когда мы пытаемся объяснить, почему 
лошадь выиграла скачки или почему самолет разбился.
Слово «истоки» в подзаголовке тоже довольно противоречиво. Я размышлял о том, не стоит ли дать книге подзаголовок 
«Открытие современной науки». В конце концов, не может же 
наука существовать отдельно от занимающихся ею людей. 
Тем не менее я выбрал слово «истоки» взамен слова «открытие», чтобы подчеркнуть, что наука такова, как она есть, 
не в результате цепочки каких-то состоявшихся по счастливой случайности исторических изобретений, а просто потому, 
что она — естественное отражение природы. Несмотря на все 
свои несовершенства, современная наука — это способ познания, достаточно точный, чтобы с его помощью устанавливать 
достоверные факты об окружающем мире. В этом смысле рано 
или поздно люди должны были эту технику познания открыть.
Таким образом, можно рассуждать об истоках науки примерно 
так же, как историки рассуждают об истоках сельского хозяйства. Несмотря на свое многообразие и несовершенство, сельское 
хозяйство работает, поскольку его методика хорошо приспособлена к конечной задаче — выращивать пищу.
Называя так книгу, я хотел бы отмежеваться от немногих 
оставшихся социальных конструктивистов: тех социологов, 
философов и историков, которые пытаются объяснить не только 

О БЪ Я С Н Я Я  М И Р

процесс научного познания, но и его результаты особенностями 
специфической культурной среды.
Из всех отраслей науки наибольший упор в моей книге сделан 
на физике и астрономии. Причина в том, что именно в физике, 
особенно в ее приложении к решению астрономических задач, 
наука впервые обрела свою современную форму. Конечно, есть 
границы тому, насколько закономерности развития таких наук, 
как, например, биология, чьи принципы очень тесно связаны 
с определенной последовательностью исторических случайностей, могут или должны соотноситься с закономерностями 
физики как с моделью. Тем не менее есть резон рассматривать 
развитие биологии и химии в XIX и XX вв. в сравнении с моделью революции в физике в XVII в.
Наука сейчас интернациональна и, возможно, является самым 
общечеловеческим аспектом деятельности современной цивилизации, но зарождение современной науки произошло в той части 
света, которую можно очень условно обозначить как «Запад». 
Современная наука пользуется методами, разработанными 
во времена научной революции в Европе, материалом для которой, в свою очередь, послужили труды европейских и ближневосточных арабских ученых Средних веков, которые, в конечном 
счете, основывались на рано созревшей науке Древней Греции. 
Запад заимствовал научное знание из многих источников: геометрию — из Египта, астрономию — из Вавилона, арифметику — 
из Вавилона и Индии, магнитный компас — из Китая и т. д., но, 
насколько мне известно, Запад ни у кого не перенял методы 
современного научного познания. Поэтому в моей книге особое значение придается именно Западу (включая средневековый ислам), в противоположность мнению Освальда Шпенглера 
и Арнольда Тойнби: мне почти нечего сказать о науке в иных 
частях света и совсем нечего о занятном, но совершенно изолированном развитии культур доколумбовой Америки.
Рассказывая обо всем этом, я неоднократно буду сколь зить 
в опасной близости от грани, которую нынешние историки старательно избегают, — суждения о прошлом по стандартам нашего