Даже в средние века в каждом веке существовали ученые, чьи гениальные прозрения открывали новые пути в науке. Викитория сделала попытку собрать в одном материале величайшие достижения человеческого ума в каждом из столетий. Сегодня публикуем первую часть этой работы.
1. XVI век. Гелиоцентрическая система
Вопреки распространенному заблуждению, модель мира, в которой Земля и все планеты вращаются вокруг Солнца, была известна человечеству с древности. Ещё в Шумере, а позже в Древнем Египте существовали представления о Солнце в центре мира. У шумеров был солнечно-лунный календарь, который объединял все их познания и движении Солнца и Земли, надо сказать, весьма продвинутые даже по современным меркам познания.
Одним из апологетов геоцентризма, то есть модели, в которой Земля помещалась в центр мира, был Аристотель, и именно его авторитет на столетия остановил развитие астрономии как точной науки, рассчитывающей траектории движения планет и звезд по небу. Между тем, даже этот непререкаемый авторитет не помешал Аристарху Самосскому в начале III столетия до н.э. предложить гелиоцентрическую систему, которую он обосновывал тем, что Солнце больше Земли. Кроме того, Аристарх отделил движение звезд от движения планет.
Однако рост влияния Церкви сначала ограничил, а затем и вовсе установил запрет на использование и даже упоминание системы, в которой Земля не была бы помещена в центр мироздания. Сильнейшим аргументом было мнение Аристотеля, который для средневековой науки был буквально идолом.
Возврат к гелиоцентризму произошел только в XVI веке, когда Николай Коперник создал и скрупулезно обосновал расчетами модель, в которой Земля и остальные планеты вращались вокруг Солнца. Коперник посвятил этому два труда, первый из них уже после 1503 года распространялся в рукописном виде среди его знакомых. В 1539 году этот труд был опубликован. Но главный труд своей жизни «О вращении небесных сфер» Коперник не увидел напечатанным: к тому времени он впал в кому, а вскоре его настигла смерть от инсульта.
Коперник не был преследуемым Церковью за свои убеждения. Наоборот, Церковь отнеслась к его исследованиям благожелательно и папа Лев X даже приглашал его участвовать в подготовке календарной реформы, а Климент VII с интересом слушал лекции о гелиоцентрической системе.
После смерти Коперника его идеи были подвергнуты забвению. Тихо Браге разработал собственную гео-гелиоцентрическую систему, в которой Солнце и Луна вращались вокруг Земли, а все остальные тела вокруг Солнца. Эта система, как и гелиоцентрическая, позволяла объяснять ретроградное движение, не навлекая на автора гнева инквизиции.
2. XVII век. Закон всемирного тяготения
Можно без преувеличения сказать, что открытие Ньютоном этого закона определило развитие физики на ближайшие 250 лет. Он не только первым объяснил и представил математически взаимодействие между массами, но и, по сути, отменил… абсолютный гелиоцентризм своих предшественников: именно закон всмирного тяготения показал, что космические тела вращаются не вокруг Солнца, а вокруг общего центра масс.
Ещё до Ньютона со своими объяснениями силы тяготения выступали Декарт, Кеплер, Гук, Борелли, Гюйгенс и многие другие. Но только Ньютон сумел сформулировать закон не на уровне идеи, а в виде математической модели, которая была пригодна к практическому применению.
Известно, что Ньютон позже сам описал момент своего озарения. Распространенная легенда о яблоке не была изобретением поздних комментаторов, о нем рассказал сам ученый. Увидев при свете Луны, как сочное яблоко упало с ветки дерева, он мгновенно увязал в голове падение фрукта и движение Луны вокруг Земли. Поскольку, в основном, идея о гравитационном поле у него в голове к тому времени уже созрела, то понимание того, что яблоко и Луна подчиняются одному и тому же закону, появилось мгновенно, а следом возникла и формулировка этого закона.
Однако опубликовал свое открытие великий англичанин только спустя 21 год — в 1687 году. Почему он так долго ждал? Есть два возможных объяснения этому. Во-первых, не исключено, что Ньютон просто придумал историю с яблоком, а на самом деле сформулировал свой закон двадцатью годами позже, чем представлял это общественности. Правда, при этом остаётся непонятным, для чего это могло ему потребоваться. Вторая причина может заключаться в том, что Исаак Ньютон не отнесся к своему открытию достаточно серьезно: известно, что он был более богословом, чем физиком (если эти занятия в XVII веке вообще можно разделять), и вопросы духовного устройства небесных сфер интересовали его куда больше, чем вопросы их физического строения.
3. XVIII век. Фотосинтез
Открытие того факта, что растения являются фабриками по производству не только органических веществ, но и кислорода, стало поворотной точкой в биологии и биохимии. Однако невозможно сказать, что это открытие было совершенно и сформулировано одномоментно, как закон всемирного тяготения. Открытие фотосинтеза растянулось на 100 лет, но начало ему было положено Джозефом Пристли в 70-х годах XVIII века. Он обнаружил, что в закупоренном сосуде довольно быстро гаснет свеча, а помещенные туда животные задыхаются. Если же в таком сосуде находятся растение, то спустя некоторое время воздух в нем «исправляется». Из этого Пристли сделал неизбежный вывод, что растения выделяют необходимый для дыхания и горения кислород.
Вскоре после этого исследование продолжил голландский биолог Ян Ингенхауз, который выяснил, что растения выделяют кислород только на свету. Еще позже обнаружилось, что процесс выделения кислорода сопровождается синтезом органики, а о том, что генерация кислорода является побочным процессом фотосинтеза узнали через несколько десятилетий. 1842 году была объяснена связь между необходимостью освещения и процессом фотосинтеза: немец Роберт Майер, применив закон сохранения энергии, заявил, что энергия солнечного света преобразуется растениями в энергию химических связей. И только в 1877 году, спустя 100 лет после открытия, само явление получило, наконец, название фотосинтеза. Сделал это Вильгельм Пфеффер, завершивший работу, продолжавшуюся целый век.
4. XIX век. Периодический закон
Открытие в 1869 году Периодического закона элементов русским ученым Дмитрием Менделеевым, вероятно, было одним из самых гениальных прозрений человеческого ума в истории науки. Менделеев установил повторяемость свойств элементов, если расположить их в порядке роста атомных весов. В результате удалось сгруппировать элементы по группам (металлы, галогены, инертные газы и т.д.) и объединить их в таблицу. Открытие позволило Менделееву предсказать существование некоторых неоткрытых еще к тому времени элементов.
Есть распространенная легенда о том, что Дмитрий Иванович увидел свою таблицу во сне. Появилась она еще при жизни великого ученого, и он сам прокомментировал ее: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово». Автором байки про сон был знакомый Менделеева, профессор геологии Университета Санкт-Петербурга Александр Иностранцев. Желая преувеличить свою дружбу с открывателем периодического закона, он на своих лекциях рассказывал сочиненную им историю о том, как Менделеев рассказал ему о своем сне в задушевной беседе. Придуманная история оказалась настолько привлекательной, что уже полтора столетия передается «из уст в уста».
5. XX век. Реликтовое излучение
Реликтовое излучение называется именно так потому, что появилось вскоре после Большого Взрыва — всего через 380 тысяч лет. Само по себе его существование представляет интерес только для очень глубоко погруженных в тему теоретиков. Но своим существованием этот феномен подтвердил теорию возникновения Вселенной в результате Большого Взрыва: наличие такого излучения являлось одним из факторов теории, которое блестяще подтвердилось через десятилетия после ее формулирования.
Советский и американский физик Георгий Гамов, уточняя в 1948 году теорию Большого Взрыва, заявил, что формирование Вселенной сопровождалось тепловым излучением, равномерно заполнявшим Вселенную и в наше время должно проявляться в виде электромагнитного излучения с определенными характеристиками. В те годы научное сообщество не обладало оборудованием, способным засечь такое излучение, однако в 1965 году американские физики Арно Пензиас и Роберт Вудроу Вильсон случайно обнаружили реликтовое излучение, испытывая новый радиометр, предназначенный для исследований в области радиоастрономии. Его существование считается убедительным подтверждением господствующей ныне теории образования Вселенной.
В 1978 году Пензиас и Вильсон за открытие реликтового излучения получили Нобелевскую премию.
