Мироздание в головах

Алексей Торгашев
«Кот Шрёдингера» №5(7), 2015

Сначала не было ничего. В том числе и человеческих голов. Когда головы с мозгами внутри появились, они стали наблюдать мир и выдвигать гипотезы относительно его устройства. За то время, пока существует цивилизация, мы существенно продвинулись в понимании: от мира — горы в окружении океана и нависшего над ним твердого неба до мультиверса невообразимых размеров. И это явно не последняя концепция.

1. Гора шумеров

Все мы немножко шумеры. Этот народ, появившийся в Месопотамии во второй половине IV тысячелетия до нашей эры, изобрел цивилизацию: первая письменность, первая астрономия, один из первых календарей, бюрократия — это все нововведения шумеров. Через Вавилон знания шумеров дошли до древних греков и всего Средиземноморья.

На заполненных клинописью глиняных табличках мы не найдем полноценной космологии шумеров, но ее можно вычленить из начертанных на них эпосов. Наиболее последовательно это сделал американский шумеролог Самуэль Крамер еще в середине прошлого века.

Картина мира оказалась не очень сложной.

«1. Вначале был первозданный океан. О его происхождении или рождении ничего не говорится. Вполне вероятно, что в представлении шумеров он существовал вечно.

2. Первозданный океан породил космическую гору, состоявшую из земли, объединенной с небом.

3. Созданные как боги в обличье человека, бог Ан (небо) и богиня Ки (земля) породили бога воздуха Энлиля.

4. Бог воздуха Энлиль отделил небо от земли. В то время как его отец Ан поднял (унес) небо, сам Энлиль опустил (унес) землю, свою мать. Брак Энлиля со своей матерью — землей положил начало устройству мира: сотворению человека, животных, растений и созданию цивилизации».

В результате мир устроен так: плоская земля, над которой возвышается купол неба, под землей — пустое пространство страны мертвых, еще ниже — первичный океан Намму. Движение светил, изученное астрономами довольно неплохо, объяснялось предписаниями богов, которых в шумерском пантеоне было несколько сотен или даже тысяч.

2. Живорождение мира

В основном мир в древних мифологиях рождался либо из хаоса, либо из океана. Иногда — как переходный этап — выступает что-то живое либо божественно-живое. Хорошо получилось, например, у древних китайцев. Один из мифов — о косматом первочеловеке Пань-Гу. Сначала, впрочем, был все же хаос, который сформировал яйцо, состоящее из половинок Инь и Ян. Из яйца вылупился Пань-Гу и тут же топором разделил Инь и Ян. Инь стала землей, Ян — небом. Потом Пань-Гу рос много лет и раздвигал землю и небо. Когда умер, его дыхание стало ветром и облаками, один глаз — солнцем, другой — луной, кровь — реками, борода — Млечным Путем и так далее. Все пошло в дело, вплоть до паразитов на коже, превратившихся, сами понимаете, в людей. Миф записан довольно поздно (последняя из датировок — II век н. э.), и не очень ясно: он насквозь метафоричен или отражает действительную веру каких-то совсем древних китайцев.

Подобный мотив существовал в Вавилоне. Добрую шумерскую космогоническую сказку по политическим соображениям изменили: Мардук (покровитель Вавилона) сражается с Тиамат (океаном, но чудовищем), убивает ее, расчленяет и из тела создает небо и землю.

3. На чем Земля держится

Пока Земля была плоской, ей нужно было на чем-то держаться. Держали ее гигантские слоны, стоящие на черепахе, либо просто черепаха, либо, на худой конец, три кита. Потом пришли Аристотель с Птолемеем и объяснили, что Земля — шар. Многие вспомнят именно такую последовательность событий, выученную на школьных уроках. В действительности там, где жили древние греки, никогда никто Землю не держал. Не было таких животных ни в вавилонских мифах, ни в египетских, ни в греческих. Это восточная традиция: в индийском эпосе Рамаяна люди докапываются как раз до четырех слонов, попутно распугивая подземных духов. Там же, в Индии, бог Вишну воплощается в черепаху, а потом эта черепаха держит начавшую тонуть гору Мандару. Зоопарк держателей Земли у восточных народов был обширный: рыбы, змеи, быки, кабаны, медведи... Русские фольклорные киты количеством от одного до семи тоже сюда вписываются, только вот возникли они относительно недавно — в последнюю тысячу лет.

В общем, никакой связки — сначала животные держат Землю, а потом Аристотель и шарообразная Земля — нет. В то время, когда индусы добавляли слонов к черепахе (для большей красоты, видимо), греки уже уточняли радиус Земли.

4. Шар

Древняя Греция примерно к VI веку до нашей эры обзавелась философией и положила начало всей европейской науке (то есть всей науке вообще). Первую догадку о земном шаре приписывают Пифагору (VI век до н. э.), но ему вообще очень много всего приписывают, несмотря на то что сочинений он не оставил. Однако мысль Пифагора весьма ценил Платон, который передал ее своему ученику Аристотелю. К тому времени сложилась и греческая школа точных наук (не без заимствований из Египта и Вавилона), да и шарообразность Земли обсуждали все чаще. Аристотель же привел доказательства: некоторые звезды, которые видны на юге, не видны на севере, а также тень Земли при лунных затмениях — круговая. Не прошло и века, как Эратосфен вычислил длину меридиана, ошибившись в пределах 2–20 %. Он измерял угол, под которым видно Солнце в Александрии и в Сиене, а затем применил тригонометрию для вычислений. К началу новой эры сферическая Земля была уже общим местом, о чем писал Плиний.

Греки сделали то, что не удавалось до этого никому в ойкумене: создали преемственность науки. Их труды, спорные, наивные, математически выверенные, были доступны и арабам, и персам, и средневековой Европе. И никто, конечно, не поверит, что благодаря этим чудакам в хитонах были Кеплер, Ньютон, Эйнштейн... Шутка. Это всем известно.

5. Центр мира

Греческая наука разобралась и с тем, что поместить в центр Вселенной — Землю, Солнце или что-то еще. Идей было много. Анаксимандр считал землю низким цилиндром с высотой в три раза меньше диаметра, она находилась в центре мира, а вокруг концентрически располагались громадные бублики, наполненные огнем. Эти торы были дырявые, и огонь прорывался сквозь них, что и являло светило. Ближе всего к Земле был тор со слабым огнем и множеством дырок — получались звезды, дальше шел бублик с дыркой для Луны, потом для Солнца и так далее... Демокрит, который придумал атомы, придумал и множественность миров, хоть и считал Землю плоской. Аристарх Самосский выдвинул гипотезу, что Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси, а сфера неподвижных звезд находится на огромном расстоянии. Но победил всех Аристотель, поместив в центр мира шарообразную Землю и прикрепив светила и звезды к подвижным сферам. Запускал небесную механику, понятно, бог, за что Аристотеля очень ценили и при христианах.

6. Птолемей навсегда

Во II веке нашей эры александрийский ученый Птолемей написал фундаментальный труд в 13 книгах, известный как «Альмагест». Он обобщил знания по астрономии Вавилона и Греции, добавил собственные наблюдения и серьезный математический аппарат, объясняющий движение светил.

Система геоцентрическая: Земля в центре, светила расположены на сферах вокруг. В основу расчетов Птолемей положил эпициклы, уже известные к тому времени. Суть проста: возьмем две сферы — одна больше, другая меньше, — а между ними положим шарик. Если двигать сферы, шарик будет крутиться. Теперь выберем точку на этом шарике — это и будет планета. Она будет описывать петли, если смотреть из центра сфер. Птолемей ввел несколько поправок к этой модели и в результате добился отменной точности: положения планет определялись с погрешностью 1°. Система Птолемея прожила 14 веков — до Коперника.

7. Коперник

1543 год. «О вращении небесных сфер». Труд Николая Коперника, польского астронома, перевернувший мировоззрение всего цивилизованного мира. Коперник работал над ним 40 лет и опубликовал в год своей смерти, семидесятилетним человеком. И в предисловии написал: «Принимая в соображение, какой нелепостью должно показаться это учение, я долго не решался напечатать мою книгу и думал, не лучше ли будет последовать примеру пифагорейцев и других, передававших свое учение лишь друзьям, распространяя его только путем предания». «Нелепость» заключалась в том, что ученый опроверг геоцентрическую систему мира. Космология по Копернику выглядела так: в центре Солнце, вокруг планеты (все еще прикрепленные к небесным сферам) и очень, почти бесконечно далеко — сфера звезд. Земля вращается и вокруг своей оси, и вокруг центра своей орбиты. Так же и планеты. Мир конечен, но очень велик.

Коперник противоречил Птолемею и Аристотелю. Он был первым, его система не была совершенна математически, и еще долго многие коллеги предпочитали рассматривать ее как «математическую модель». Тем более что так было безопаснее — церковь не очень одобряла. За Коперником пришли другие. Их имена известны, всего несколько человек. И судьбы всех этих людей — всех без исключения, — совершивших первую революцию в космологии, вызывают уважение и восхищение гордостью их мысли.

8. Долой сферы

Джордано Бруно, больше философ, чем астроном, построил логическую картину мира на основе учения Коперника. Он «убрал» из мироздания сферы, переносящие планеты. Получилось вот что: планеты движутся вокруг Солнца сами по себе, звезды — такие же солнца, окруженные планетами, Вселенная бесконечна, у нее нет центра, обитаемых миров множество. Был сожжен в Риме в 1600 году за ересь.

9. Эллипсы Кеплера

Немецкий астроном Иоганн Кеплер окончательно разрушил систему Птолемея. Он вывел точные законы движения планет: все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Земля стала такой же рядовой планетой. Однако Кеплер считал, что сфера звезд существует и Вселенная конечна. Основное возражение против бесконечной Вселенной — фотометрический парадокс: если бы число звезд было бесконечно, то, куда бы мы ни посмотрели, мы бы увидели звезду, и небо должно было бы сиять как Солнце. Этот парадокс не был разрешен до открытия расширения Вселенной и создания теории Большого взрыва в XX веке.

10. Спутники Юпитера

В 1609 году Галилео Галилей в изобретенный им телескоп разглядывал Юпитер. Обнаружилось, что спутники могут быть не только у Земли, но и у других небесных тел. Кроме того, наблюдая Млечный Путь, Галилей выяснил, что при увеличении туманность распадается на множество звезд. На Луне он обнаружил горы, то есть прямо подтвердил: да, это не абстрактное тело, а вполне материальная планета, как и Земля. Пытался убедить руководство католической церкви в правильности системы Коперника, за что был осужден, и только отречение спасло его от костра. Основал экспериментальный метод в физике и заложил основы ньютоновской механики. Сформулировал принцип относительности движения, то есть объяснил, почему мы не чувствуем ни вращения Земли, ни ее движения вокруг Солнца.

11. Что движет планетами

В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал «Математические начала натуральной философии». В этом труде он сформулировал закон всемирного притяжения, что оказалось необходимым и достаточным для объяснения причин движения планет по модели Кеплера.

Законы Ньютона позволяли с огромной точностью решать любые задачи механики, а Земля, Солнце, планеты и звезды с точки зрения этих законов — обычные тела определенных размеров и массы. Вселенную Ньютон считал вечной, бесконечной и равномерно заполненной звездами. В противном случае гравитация неизбежно слепила бы всю материю в один большой комок. Несмотря на фотометрический парадокс, эта картина мира продержалась до Эйнштейна.

12. Очень Большой взрыв

В 1915 году Альберт Эйнштейн сформулировал общую теорию относительности. Она «исправляла» теорию гравитации Ньютона: теперь гравитация стала свойством пространства и искривляла его в зависимости от массы и энергии. У Эйнштейна Вселенная была все еще бесконечной и вечной, но Александр Фридман уже в 1922–1924 годах решил уравнения так, что Вселенная могла либо сжиматься, либо расширяться. В 1927 году Жорж Леметр постулировал «первичный атом» — точку, в которой сосредоточена вся материя Вселенной перед ее рождением. Вселенная Фридмана — Леметра раздувается из этой точки, причем именно раздувается — во всех местах одинаково, — а не разлетается от центра. Позже это назовут Большим взрывом. В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл наблюдает красное смещение галактик и выясняет, что далекие галактики удаляются от нас с большей скоростью, чем близкие. Тем самым получило подтверждение представление, что Вселенная родилась в Большом взрыве и расширяется. За XX век выяснили, что она родилась 13,8 млрд лет назад, а мы видим только маленькую ее часть — от «большой» Вселенной свет до нас никогда не дойдет.

13. Холодный взрыв и мультиверс

В конце 1970-х — начале 1980-х годов российские физики Алексей Старобинский, Андрей Линде, Вячеслав Муханов и американец Алан Гут предложили модель того, как Вселенная взорвалась. Оказалось, что она раздулась из очень маленького пузырька вакуума (только наша галактика получилась из области размером 10⁻²⁷ см), а уже потом энергия превратилась в материю — частицы и поля, — и началась горячая стадия Большого взрыва. Из этой гипотезы следует, что вселенных бесконечное множество, они все время рождаются — это так называемый мультиверс.

Иллюстрации Натальи Дюковой