Я рассказывал про специальные камни для чтения из кварца или берилла, которые полировали, превращая в увеличительные линзы. Но интересно, что для развития этой технологии, которая привела потом к созданию и телескопов и микроскопов, главными ограничениями были не технические, а психологические.
Увеличительные свойства горного хрусталя и дутого стекла были известны античности. Но ни греки, ни римляне, ни арабы систематически линзы не использовали для чего-либо кроме разжигания огня. Еще Сенека писал, что буквы «кажутся большими и ясными через стеклянный шар, наполненный водой». Но качественный скачок произошел только спустя почти две тысячи лет — в Северной Италии. Около 1280 года во Флоренции и Пизе появляются первые «чечевицы» (от сходства с зернышком чечевицы) — плосковыпуклые линзы, которые клали прямо на рукопись. Довольно быстро люди додумались до того, что можно линзу не класть на текст, а приближать к глазам — это резко увеличивало поле зрения. Доминиканский проповедник Джордано да Ривальто писал: «Не прошло и двадцати лет, как обнаружили искусство делать очки для хорошего видения — одно из самых полезных искусств в мире». Добавлю, что до дужек на очках люди додумались только в XVIII веке — через 500 лет после изобретения первых очков.
Поразительно, что это было ремесленное знание, а не академическое. Монастырские скриптории, ювелирные мастерские Венеции, стеклодувы Нюрнберга накапливали практические навыки — какую ось шлифовать, как подобрать абразив, как избежать пузырьков в стекле, как добиться одинаковой кривизны. Средневековые университеты этой работой не интересовались: она была «механическим искусством», недостойным философа.
К XV веку очки делились уже на выпуклые (для дальнозоркости) и вогнутые (для близорукости). В очковых лавках Нидерландов и Венеции скапливались десятки линз разного фокуса. Но еще 150 лет никто не догадывается совместить их: сложить 1 + 1, когда уже все было готово для величайшего открытия.
И здесь помогла случайность. По легенде двое детей в мастерской Ханса Липперсгея случайно совместили две линзы (выпуклую впереди и вогнутую сзади) и увидели увеличенный флюгер на дальней колокольне. Осенью 1608 года очковых дел мастер Липперсгей подает в Генеральные штаты Нидерландов заявку на патент «прибора для видения отдалённых предметов, как если бы они были вблизи». Практически одновременно с ним аналогичную заявку подают Заккариас Янссен и Якоб Метиус. Патент никому из них не дали именно из-за одновременности: комиссия решила, что идея слишком очевидна. Новое устройство голландцы назвали kijker (смотрелка) и начали фиксировать линзы в трубе. Подзорную трубу сразу оценили моряки: разглядывать корабли противника на большом расстоянии. Увеличение (кратность) первых приборов была не более 3-4х, больше не позволяла оптика — при попытке усилить увеличение картинка становилась кривой и нерезкой. Но еще более удивительно, что никто не додумался посмотреть через эту трубу ночью в небо.
Весной 1609 года Галилей, преподававший математику в Падуе, услышал от своего друга о голландском приборе. Не видя самого устройства он за несколько недель собрал свою трубу, представив оптическую схему: выпуклый объектив длинного фокуса и вогнутый окуляр короткого фокуса. Галилей не был стеклодувом — он сам шлифовал линзы, опытным путем подбирая кривизну и быстро довел кратность сначала до 8x, потом до 20x, а затем и до 30x. Дело в том, что он понимал математику оптики (пусть не в полной мере — теорию преломления дал только Виллеброрд Снелл в 1621 году) и мог подбирать пары линз. Осенью 1609 года он показал свой прибор венецианскому сенату с крыши колокольни Сан-Марко — сенаторы увидели приближающиеся корабли за два часа до того, как их можно было разглядеть невооруженным глазом. Галилею удвоили жалование пожизненно.
А потом Галилей посмотрел ночью в небо. Средневековая космология была аристотелево-птолемеевой: небо состоит из совершенных хрустальных сфер с прикрепленными к ним светилами, эти сферы вращаются вокруг Земли. В этой картине мира смотреть на небо через инструмент было бессмысленно: там не на что смотреть, ведь все уже известно из Писания.
Галилей посмотрел в небо и то, что он там увидел, обрушило двухтысячелетнюю картину мира. Во-первых, Луна оказалась не гладким хрустальным шаром, а ландшафтом с горами, долинами и кратерами. Оказалось, что это небесное тело было подобно Земле. Во-вторых, он увидел возле Юпитера четыре крошечные звездочки, которые смещались относительно планеты. Галилей понял, что это спутники, обращающиеся вокруг Юпитера, а, следовательно, Земля — не единственный центр, вокруг которого что-то вращается. В-третьих, он разложил Млечный Путь на бесчетноке множество отдельных звезд — оказалось, небо полно объектов, невидимых невооруженному глазу. В-четвертых, направив трубу на Венеру, он увидел у нее фазы, как у Луны: это было прямым доказательством того, что Венера обращается вокруг Солнца, а не вокруг Земли. Это опровергло Птолемея.
Позднее он обнаружил пятна на Солнце (тут идет старая шутка, что в телескоп на Солнце можно посмотреть всего два раза — один раз правым и один раз левым глазом) — это стало доказательством «несовершенства» небесного светила.
Свои наблюдения Галилей изложил в тонкой книжке «Sidereus Nuncius» (Звездный вестник). До этой книжки научная аргументация строилась по схеме: текст древнего авторитета + логический вывод + возможно, бытовое наблюдение для иллюстрации. Галилей впервые сказал: вот прибор, посмотрите в него сами, и вы увидите то же, что я. Знание стало воспроизводимым через инструмент, а не через силу аргумента или авторитет источника. Это привело к рождению экспериментальной науки в ее современном понимании. Через несколько лет Фрэнсис Бэкон в «Новом органоне» (1620) сформулирует важнейший принцип: наука должна строиться не на авторитете, а на систематическом наблюдении и эксперименте. В 1660 году в Лондоне основывается Королевское общество с девизом «Nullius in verba» (ничьим словам (не верим))». Авторитет уступил место прямому наблюдению. Верующим лучше никогда не использовать их любимый argumentum ad verecundiam — ты что, считаешь себя умнее Ньютона или Паскаля?
p.s.
А знаете, что самое поразительное? Когда Галилей на процессе инквизиции показывал кардиналам свой телескоп и предлагал им самим увидеть фазы Венеры, многие отказывались. В их системе координат то, что видно в прибор, не могло быть истиной, потому что истина удостоверяется уважаемым авторитетом, а не какой-то линзой.
