Погоня за Сферой

"Мне приходится удивляться, насколько легче несколько сотен лет назад, когда весь мир учился в сущности по одному учебнику, ученые люди и информация перемещалась через границы", – говорит Маттео Валлериани, профессор Института истории науки Макса Планка в Берлине. Веллериани приехал в Москву прочитать популярную лекцию по приглашению Гете-института, но у него есть и другая цель – прорваться в исторический архив и разыскать местные издания знаменитого "Трактата о Сфере", средневекового трактата по космологии, на пятьсот лет ставшего универсальным вводным учебным пособием для всей Европы.

Радио Свобода расспросило Маттео Валлериани о том, как изменялась в истории фундаментальная роль технологий, кто придумал колесо, верил ли Коперник, что Земля обращается вокруг Солнца и что можно узнать, если внимательно проследить судьбу одной книги.

– Ваши исследования касаются нескольких направлений – это и судьба учения Аристотеля в средневековой Европе, и история отдельных технологий, и структура практического знания. Есть что-то, что все это объединяет?

​– Да, в целом я пытаюсь разобраться, как соотносится развитие технологий и фундаментальных, теоретических представлений о мире. Есть расхожее мнение, что сначала создается теория, а потом она находит какие-то практические приложения. Но бывает и наоборот: мы знаем, что некоторые вещи работают на практике и ищем для них теоретическое объяснение. И это типичная картина для античности и ранней современности: технологический прогресс шел довольно быстро, а наука за ним не поспевала. Современная наука, начиная с Ньютона, это на самом деле реакция на практические, инженерные достижения предыдущих двух веков. И мне интересно проследить эту взаимосвязь, от технологий к теории. А технологии – это люди, которые что-то делают, это их социальный и экономический статус. Технологии двигались за людьми, за экономикой, за политикой и капиталом. А наука шла за технологиями.

Акведук в Сеговии, Испания

– Как это выглядело?

– Давайте отправимся в античность, в первый век до нашей эры. Это был век инноваций, особенно во всем, что связано с водой. Новые возможности по доставке воды – это расширение обитаемой зоны, это ирригация. Да даже шахтерское дело в античности было почти всегда связано с водой – люди активно пользовались гидростатическим принципом Паскаля. Все эти связанные с водой технологии возникли в нескольких городах греческого мира, Сиракузах, Александрии, это был очень локальный прогресс, который затем подхватила и сделала мировым стандартом набирающая силу Римская империя. И со временем возник вопрос: как можно описать движение воды математически?

И чем больше ты строишь акведуков, тем насущнее становится эта задача, потому что ты ведь хочешь, чтобы люди платили деньги за использование воды, а для этого нужно выяснить хотя бы, сколько они ее потребляют, а это нетривиальный вопрос, который требует уже научного осмысления инженерных идей. А начиналось все с того, что большая масса людей мигрировала в Северную Африку и некоторые другие регионы, где был дефицит питьевой воды, и это потребовало новых инженерных решений. Идеи, которые возникли в тот период, повсеместно использовались до XVII века.

Например, в третьем веке до нашей эры был придуман винт Архимеда, с его помощью можно поднять воду наверх, а дальше по оросительным каналам направить на ирригацию – это решение стало технологическим стандартом на следующие две тысячи лет. Важно, что это знание распространялось бесплатно, для него не было границ, потому что чтобы понять, как работает винт Архимеда, не обязательно знать греческий, читать труды Архимеда – достаточно просто увидеть. И это технологический прогресс, который идет без всякой науки, для которого не нужны философы и ученые.

Ссора Архимеда и римского солдата, которая, по легенде, привела к смерти философа

– Но получается, что эти инженерные идеи, возникшие, как вы говорите, по необходимости, формируют затем и научные представления о мире. А ведь технологии не совсем универсальны, например, американские цивилизации доколумбовской эпохи практически не использовали колесо, хотя в остальном были для своего времени очень продвинуты.

​– Я думаю, это не совсем так. Смотрите, судя по всему, концепция колеса появилась практически одновременно в очень многих местах. Не было одного центра изобретения колеса, из которого оно распространилось. Для того чтобы выживать в определенных условиях, человек находит практические методы, и в аналогичных условиях в другом месте появляются аналогичные решения. Например, необходимость передвигаться на большие расстояния приводит к изобретению колеса, лодки, навигации. Если у американских цивилизаций не было колеса, значит, они не столкнулись с условиями, в которых оно было бы необходимо. Появление или непоявление технологии может быть связано с тем, какие были под рукой материалы, инструменты для их обработки. Инструменты вообще чрезвычайно важны: изобретение нового инструмента открывает путь к сотне других технологий, которые и представить себе нельзя было до появления инструмента. Для меня очень важно, что в этой истории не так уж велика роль отдельных людей, это история не череды индивидуальных гениев, а нашего развития как единой группы.

– Технологический прогресс в таком представлении чем-то напоминает биологическую эволюцию: череда почти случайных небольших открытий, некоторые из которых оказываются более жизнеспособными и приживаются.

– Действительно, это в чем-то похоже. Каждое отдельное маленькое изобретение выглядит довольно случайным, но в общей перспективе случайностей уже нет. Вероятно, у нас есть универсальный когнитивный механизм, с помощью которого мы можем приобретать новое знание и развивать его.

– И все-таки в ходе чисто технологического, инженерного прогресса почти невозможно сделать концептуальный прорыв. Например, если бы мы жили на планете, полностью покрытой океаном, скованным толстой ледяной коркой, мы могли бы никогда так и не узнать, что за ней скрывается целая огромная Вселенная. Для того, чтобы это просто вообразить нужен философ, ученый.

– Конечно, и человечество в общем-то столкнулось ровно с этой ситуацией. Более двух тысячелетий люди верили, что Земля расположена в центре космоса – ведь это самое естественное представление, если исходить из того, что ты видишь. Как можно догадаться, что Земля куда-то движется, это же совершенно неестественная идея. Но сегодня все знают, что все устроено совсем не так. Как это стало возможным? Конечно, большую роль сыграли отдельные люди – Коперник, Кеплер. Но и в античности были мыслители, которые предполагали, что в центре находится Солнце, а не Земля, а ведь тогда эта концепция не прижилась.

Что поменялось к XVI–XVII веку? Точные математические расчеты положения планет оказались ценны, в частности, из-за календаря. Это была ужасная головная боль, календарь не был вполне универсальным, он не соответствовал астрономическим явлениям, описанным в Библии. На то, чтобы все исправить, ушло 300, лет и ради этого пришлось разработать математическую астрономию. Папа римский потребовал создать нормальный, одинаковый для всех календарь, это заказ создал условия для исследований и, в сущности, подтолкнул развитие математики сначала внутри церкви, а потом и за ее пределами. Когда Коперник предложил свою гелиоцентрическую схему, она на самом деле была чистой абстракцией, удобным способом вести расчеты, и никто особенно не настаивал, что это отражение реального положения дел в космосе. Это была полезная система, потому что с ее помощью можно было делать более точные вычисления в навигации – это работало, потому что попросту меньше людей погибало в море.

И потом понадобился еще один шаг, который сделали Галилей, Джордано Бруно и другие, – а нельзя ли вокруг этой умозрительной схемы выстроить и новую физику, которая выходит за рамки нашего чувственного опыта? То есть опять же, все началось с практических соображений – для навигации, для календаря понадобилась математика, но на этот раз она дала толчок к развитию абстрактной теории. Между прочим, сам Коперник, по-видимому, до этого не дошел, мы наверняка не знаем. Но издатель добавил к его книге предисловие, в котором заявил, что все описанное – математическое рассуждение, которое не имеет ничего общего с природой и реальностью.

– И не надо к этому относиться серьезно.

– Да. Но серьезно к этому отнеслись математики и астрономы, потому что система Коперника имела преимущества. В оригинальном виде она была достаточно путаной, но другие ученые вскоре разработали более полноценный вариант, который уже позволял делать точные вычисления на практике, а, к примеру, в навигации эта точность имела смысл жизни и смерти. Именно математизация стала отличительной чертой современной науки. После того, как люди поняли, что абстрактная теория Коперника может отражать реальность, возникла естественная мысль платоновского толка: может быть, вообще все, что мы можем описать математически, уже существует в действительности? Даже я использую в своих исследованиях теорию графов – у меня есть очень много источников из разных исторических периодов и географических районов, они сложным образом связаны между собой, и я использую математическое моделирование, чтобы проследить, как со временем менялась система знаний.

– Расскажите, пожалуйста, подробнее, это ведь касается книги "Сфера"?

​– Да. С XIII по XVII век прежде, чем изучать какую-нибудь науку, вы должны были бы прослушать вводный курс в космологию, потому что с ней в некотором смысле ассоциировали все остальные области знания. Знаете, иногда можно встретить выражение "укромный мир средневековья" – якобы в Средние века все было очень четко и понятно устроено, ну, разумеется, не в бытовом смысле. И в этом есть доля правды, во всяком случае, погружение в эту достаточно единую систему знаний начиналось одинаково, с информации о том, как работает "мировая машинерия" – в самом базовом Аристотелевском представлении, без всякой математики, с Землей в центре, небесными сферами, подлунным и надлунным миром. Когда в XIII веке начали появляться первые университеты, возникла потребность в коротких вводных текстах к разным областям знаний, и на основе космологии Аристотеля и Птолемея было написано введение в космологию.

– Это и есть "Сфера"?

– Да, именно. Ее первым автором был математик и астроном Иоанн Сакробоскро, и этот текст стал обязательным для изучения практически во всех университетах Европы на первом году обучения.

Галилео Галилей проводит эксперимент с Пизанской башней

– Космологический букварь.

– Да, что-то в этом роде. Кем бы вы ни собирались стать: доктором, астрономом, астрологом или исследователем учения Аристотеля, вы должны были для начала изучить "Сферу". И вот что я делаю – я стараюсь найти все варианты этой книги. В первую очередь печатные, потому что рукописных было уж слишком много. С первой печатной книги 1472 года до последней, 1650 года, она выдержала 380 дополненных переизданий.

– На латыни?

​– И на латыни, и на большинстве европейских языков. Обычно варианты на местных языках содержали больше информации о технологиях, а латинские были в большей степени посвящены общей натурфилософии. Вот в чем дело: ядро книги, посвященное космологии, небольшая часть в 34 листа, оставалась практически неизменным, но к нему присоединялись другие тексты, и вот какие именно, мне и интересно. Например, в XIII веке это были в основном тексты про календарь, в XIV – про медицину, астрономию и алхимию, а в XVI – про географию и картографию. То есть сама "Сфера" становится чем-то вроде предисловия, а все остальное меняется в зависимости от того, как меняется основная система знаний. Некоторые главы добавлялись, другие – выкидывались, и если проследить, где и когда это происходило, можно проследить и трансформацию научного знания в Европе. И не только в Западной – на самом деле эта система научных представлений была той же и восточнее – на Руси. Как ни странно, обмен знаниями, перемещение профессоров и студентов было тогда во многом более свободным, чем теперь.

– И как вам в этом помогает теория графов и компьютерное моделирование?

– Я собираю по возможности все версии книги, вот и здесь в России я постараюсь найти ее местные варианты. Отмечаю, где и какие дополнения были сделаны, какие из них сохранились и на долгое время вошли в условный канон, какие были выброшены почти сразу. Есть модели, которые позволяют количественно оценить, какое воздействие те или иные версии этого учебника оказывали на общество. Можно найти наиболее революционные с точки зрения этого влияния варианты "Сферы", выяснить где, когда и даже кем они были напечатаны – город, год, имя издателя, даже название улицы, на которой была напечатана книга, а может быть и еще какие-то детали. Герои моего исследования – не авторы, а именно издатели.

– И некоторые из них создают точку сингулярности в развитии научных представлений.

​– Можно сказать и так, но таких точек очень много, с точки зрения общей картины это все-таки почти непрерывный прогресс, и для его описания как раз оказываются полезны компьютерные модели. И можно найти много чего интересного. Например, иногда в книгу попадают описания действительно полезных новых инженерных решений, но они кочуют из издания в издание не очень широко, потому что обычно оказываются в версии, написанной на местном языке, и попадают в другое издание тоже на местном языке, например, из английского в испанское, и дальше не распространяются. Чтобы распространится по всей Европе, новая глава должна попасть в латинское издание, а там обычно оказываются математические выкладки. Вот и получается, что математика на этом историческом этапе захватывает мир быстрее технологий.

Это только некоторые из наших открытий, и чтобы сделать их, мы стараемся проследить за судьбой разных версий текста очень подробно, с точностью до предложений и отдельных слов, и это, конечно, огромный массив информации. Где и когда были сделаны главные изменения и кем, причем мне не столько интересны имена сами по себе, сколько возможность уложить развитие научного знания в социальный контекст. Эта работа, конечно, еще очень далека от завершения – я пока не имел доступа в российские архивы, очень мало что смог найти в Польше и вообще ничего в Чехии. И так я путешествую по разным странам в поисках местных изданий "Сферы" и порой мне приходится удивляться, насколько легче несколько сотен лет назад, когда весь западный мир учился в сущности по одному учебнику, ученые люди и информация перемещалась через границы.