Итак, Галилей, якобы, заинтересовался траекторией движения артиллерийского снаряда. Он долго наблюдал за этим движением и пришел к выводу, что одной из его составляющих было свободное падение.
(Отсюда миф: проблемы, которыми занимается естественная наука, направлены на решение актуальных практических задач. Поэтому даже в диссертационных исследованиях, посвященных вроде бы заведомо фундаментальным проблемам психологии, положено писать всякую лабуду об актуальности и практической значимости этих исследований).
Исходя из наблюдений над предметами, скользящими по наклонной плоскости, Галилей приходит к выводу, что расстояние, проходимое телом при свободном падении, пропорционально квадрату времени свободного падения.
(Отсюда миф: ученый не измышляет законов, а обнаруживает их в фактах. Показательно: Гегель, который обычно никому, кроме себя, не верит, вдруг поверил Ньютону и, не разобравшись в сути того, о чем пишет величайший физик, даже назвал его "индуктивным ослом". Пожалуй, нужно быть таким "дедуктивным бараном", как Гегель, чтобы не заметить всю нелепость этого мифа. Представьте себе, говорит А.В. Юревич, что бы произошло, если бы Ньютон попытался открыть закон всемирного тяготения из индуктивных соображений, например, принятым в психологии способом – путем исчисления корреляций. Юревич цитирует К. Поппера: «Реальные яблоки никоим образом не являются ньютоновскими. Они обычно падают, когда дует ветер». И добавляет от себя: а также тогда, когда кто-то трясет яблоню. Именно эти два фактора, наверняка, оказались бы наиболее значительно коррелирующими с падением яблок, и Ньютону пришлось бы объяснить это явление силой ветра и силой человека, а не силой земного притяжения.[409])
Из формулы Галилея получается, что скорость падения зависит только от времени падения. Этот вывод, однако, находится в противоречии с положением Аристотеля о том, что скорость падения прямо пропорциональна массе падающего тела. Тогда для доказательства своего утверждения Галилей залезает на ставшую после этого знаменитой наклонную Пизанскую башню и сбрасывает с нее мушкетную пулю и пушечное ядро. Результат этого эксперимента окончательно доказал преимущество галилеевской физики над аристотелевской.
(Отсюда миф: при выборе из нескольких теорий решающее слово принадлежит эксперименту. Теории опровергаются или принимаются в зависимости от их способности выдерживать экспериментальную проверку. Этот миф полностью противоречит истории науки. В реальности ни одна теория не была опровергнута экспериментом. Да, иначе и быть не может: если у теории нет явных альтернатив, то опровергающие свидетельства не могут привести к отвержению теории. Теория, как уже говорилось, опровергается другими теориями, а не экспериментом).
Признаюсь теперь, что все рассказанное об открытии Галилеем закона свободного падения тел, скорее всего, абсолютно ложно, хотя точно реконструировать происходившие тогда события, конечно же, невозможно.
Прежде всего, признаемся, что ученому-естественнику предначертано решать загадки природы, а не выполнять военные или иные заказы. Вдохновение не продается (хотя, конечно, как провозглашал А.С. Пушкин, достигнутые результаты творческого труда продавать не зазорно). Правда, сам заказ иногда может стимулировать вдохновение (типичный пример – открытие Архимедом своего закона). В конце концов, творческие всходы не ведают стыда и не так важно – говаривала А. Ахматова, – из какого сора они произрастают. Внешняя ситуация вполне может быть поводом для раздумий. Но и только. Да, первые работы Галилея были связаны с задачами фортификации. Ну, и что? В чём при этом заключалась практическая ценность наблюдений за полетом снарядов? Весьма мало вероятно, даже невозможно, что пропорциональность пройденного пути квадрату времени свободного падения могла быть установлена в результате индуктивного обобщения данных. Всё, скорее всего, было наоборот. Галилей, предположил, что траектория движения брошенного под углом вверх тела описывается параболой. А вот далее для проверки справедливости сделанного предположения он и наблюдал за снарядом, выпущенным из пушки. А далее, уже опираясь на уже хорошо разработанные к тому времени математические конструкции, строго дедуктивно вывел свою формулу.
Вдохновение появляется только при столкновении с противоречием, с парадоксом – с несоответствием знания о мире, которое заведомо считается исследователем верным, с опытом, т.е. с кажущейся логической невозможностью существования того, что, тем не менее, существует. Т. Кун удачно назвал подобные задачи головоломками. Вот, например, как формулирует решаемую головоломку А. Эйнштейн в своей первой работе по специальной теории относительности: "Известно, что электродинамика Максвелла в современном ее виде приводит в применении к движущим телам к асимметрии, которая несвойственна, по-видимому, самим явлениям".[410] Трудно узреть в этой формулировке настроенность автора величайшей фундаментальной теории ХХ в. на решение каких-либо практических задач.
Для Галилея, как полагают некоторые комментаторы, исходной проблемной ситуацией была следующая. Галилей знал, что теория Аристотеля о падении тел ведет к противоречию. Допустим, в полном соответствии с обыденным опытом, что тяжелое тело падает быстрее легкого. Порассуждаем: что произойдет, если оба тела скрепить вместе? С одной стороны, более легкое тело должно замедлять свободное падение тяжелого, и поэтому вся связка должна падать медленнее, чем одно тяжелое тело. Но, с другой стороны, оба тела вместе тяжелее одного тяжелого тела, а потому эта связка должна падать быстрее. Противоречие разрешается, если допустить (вслед за Демокритом), что оба тела падают с одинаковой скоростью. Само по себе это рассуждение не является доказательством ошибочности теории Аристотеля. Не случайно сторонники данной теории не обращали особого внимания на это противоречие. Логика – это всего лишь логика, и разных логичных рассуждений может быть много. А вот за теорией Аристотеля стоит многократно подтвержденная эмпирика.
Многие современные комментаторы уверены: Галилей не сбрасывал предметов с Пизанской башни (рассказ об этом эксперименте один из учеников Галилея сделал настолько позже описываемых событий, что историкам трудно относиться к нему всерьез). С наклонных башен в Пизе и Болонье сбрасывали тяжелые и легкие шары Раньери и Риччоли. Они (как, кстати, и опыты Леонардо да Винчи, весьма точные для своего времени) как раз подтверждали «теорию» Аристотеля.[411] Да иначе и быть не могло! Ведь высказывание Галилея верно лишь при отсутствии сопротивления среды, чего в реальности, разумеется, не бывает. И Галилей заранее знал, что подобный опыт не может доказать его позицию.
Галилей же больше доверял логике (математике), чем опыту. Именно математическая гармония, полагал он, соответствует Божественной гармонии мира. Математическое знание, писал он в "Диалогах", равно по достоверности знанию Божественному. Поэтому теорема Аполлония о параболе для него более соответствует реальности, чем интерпретация результатов любых экспериментов. Но все-таки: почему же в опыте все выглядит иначе? На результат опыта влияет сила сопротивления среды, которая всегда присутствует в реальности. Как же можно эмпирически показать, что в отсутствии сопротивления среды теория Аристотеля не работает? Вот подлинная головоломка, которую решал Галилей!
И нашел решение. Его идея: хотя сопротивление среды никогда нельзя полностью исключить, но его можно уменьшить. Чем слабее будет сопротивление среды, тем результаты опыта должны быть ближе к его формуле. Так Галилей стал изучать движение тела по наклонной плоскости, разложив это движение на две составляющие: горизонтальное движение и свободное падение. Он полагал, что при небольшой скорости сопротивлением воздуха можно пренебречь, а если поверхности тела и наклонной плоскости сделать достаточно гладкими, то и трение тела о наклонную плоскость не будет играть заметной роли. В этих условиях он провел исследование и полагал, что получил экспериментальное подтверждение своих математических выкладок (хотя современные комментаторы и сомневаются в наличии у Галилея достаточных возможностей для необходимой в этих экспериментах точности измерения времени).