В геоцентрической модели Птолемея все звезды, планеты Солнечной системы, Луна и само Солнце вращаются вокруг неподвижной Земли. Пять столетий назад дискуссия об истинном положении Земли во Вселенной несла глубокий политический и религиозный подтекст, особенно для тех организаций, чье выживание зависело от постоянного и неоспоримого господства главных ментальных абстракций, давших начало Средневековью. Дело в том, что для средневекового общества Западной Европы особое пространственное положение Земли в эпицентре Вселенной было больше чем абстрактным астрономическим или научным вопросом; оно составляло однозначное доказательство справедливости двух самых заветных догм того времени: уникальности человечества в качестве любимого творения Бога и неоспоримой заявки католической церкви (а также ее представителей – армии кардиналов, епископов, монахов и священников) на роль единственного истинного представителя Бога на земле. В этом контексте геоцентрическая модель Вселенной, предложенная Птолемеем, для католической церкви являлась очень мощным инструментом власти, которую она упорно и жестко защищала до последнего, вне зависимости от того, сколько человеческих страданий и даже смертей это вызывало.
Сегодня нам легко с пренебрежением относиться к этому провинциальному геоцентрическому представлению о Вселенной, но нужно понимать, что на протяжении большей части временного отрезка длительностью в пятнадцать столетий моделью Птолемея постоянно пользовались для создания множества удивительно точных астрономических предсказаний движения планет. Как пишет физик Ли Смолин в книге «Возвращение времени. От античной космогонии к космологии будущего», принимая концепцию эпициклов и используя некоторые усовершенствования, введенные арабскими астрономами, на основании модели Птолемея удавалось предсказать расположение планет, Солнца и Луны с минимальной ошибкой порядка 0,1 % – один к тысяче!
Примерно на сорока страницах своей монографии, озаглавленной Commentariolus («Небольшие комментарии»), которая никогда не была издана официально, но была известна среди широкого круга ученых в начале XVI столетия, Коперник изложил некую преамбулу к тому, что впоследствии стало его главным и долгосрочным вкладом в науку – к трактату De revolutionibus orbium coelestium («Об обращении небесных сфер»), опубликованному незадолго до его смерти в 1543 году. В этой работе в одном гениальном порыве, основанном на полувековых исследованиях, Коперник вытеснил из центра вселенной Землю со всеми живущими на ней людьми, животными, горами, океанами, пустынями, Старым и Новым Светом, а также с католической церковью и ее бюрократией. На ее место Коперник поместил Солнце, вблизи которого он расположил новый центр мироздания. В этой новой конфигурации Земля совершала полный оборот вокруг Солнца примерно за год по григорианскому календарю. Суточное вращение Земли определяло переживаемую всеми нами смену дня и ночи. Также Коперник установил, что по сравнению с расстоянием от Земли до звезд ее расстояние до Солнца является микроскопическим.
Коперник не дожил до того, чтобы узнать, насколько глубоким и всепроникающим окажется влияние его гелиоцентрической модели и сколь жесткой будет реакция на нее со стороны католической церкви. Обобщая потрясение, вызванное трудами Коперника и его последователей, Джозеф Кэмпбелл писал: «Коперник предложил вселенную, которую обычным глазом не увидеть и можно созерцать только мысленным взором, – математическая, совершенно незримая конструкция, способная заинтересовать разве что астрономов. Для прочих представителей рода человеческого, чье зрение и чувства по-прежнему были прикованы к Земле, такое мироздание оставалось невидимым и неосязаемым».
И все же гелиоцентрическая модель победила, несмотря на страшную жертву, принесенную многими из тех, кто отстаивал ее перед лицом геоцентрической догмы, принятой церковью. Судьба итальянского монаха доминиканского ордена и последователя Коперника Джордано Бруно, осмелившегося предположить, что звезды – это далекие солнца, вокруг которых вращались планеты, подобные Земле, представляет собой самый известный пример реакции церкви на новую космологическую модель Коперника. За все свои «ереси» Бруно подвергся пыткам святой инквизиции и был приговорен к смерти. В 1600 году, в период самого расцвета итальянского Возрождения, он был сожжен на костре заживо в наказание за свои «преступления».
Перехвативший эстафетную палочку у Коперника немецкий астроном Иоганн Кеплер внес следующий важный вклад в расширение человеческих представлений о пространстве. Используя методичные наблюдения, тщательно проделанные последним великим астрономом в человеческой истории до появления телескопов датчанином Тихо Браге, Кеплер приложил все свои силы, чтобы учесть небольшие расхождения, возникающие при использовании модели Птолемея для расчета орбиты Марса. Из этой небольшой ошибки в предсказаниях модели Птолемея Кеплер смог вывести совершенно новую ментальную абстракцию о вращении планет вокруг Солнца, сформулированную математическим языком. На основании им же сформулированных законов движения планет он показал, что все планеты Солнечной системы движутся вокруг Солнца по эллиптическим (а не круговым) орбитам.
Но вклад Кеплера гораздо глубже, чем может показаться. Своей работой он распространил самую успешную ментальную абстракцию пространства своего времени – эвклидову геометрию – на небеса. А это, в свою очередь, наделило гелиоцентрическую модель Коперника гораздо большей степенью математической точности, чем у самого Коперника, который для учета недостаточной кругообразности орбиты Марса использовал эпициклы. Элегантное решение Кеплера также послужило опорой для работ двух других гениев – Галилео Галилея и Исаака Ньютона.
Галилео Галилея считают создателем многих областей экспериментальной физики, включая инструментальную наблюдательную астрономию. Его же разум породил основу метода исследований, который и по сей день определяет процедуру научного поиска – так называемого научного метода. Его прорывные исследования Млечного Пути, природных спутников Юпитера, фаз Венеры, солнечных пятен, кратеров и гор на Луне стали возможны благодаря использованию телескопа – одного из двух мощнейших новых инструментов для освоения пространства, созданных в эпоху Возрождения. Как и его аналог микроскоп (1595), телескоп (1608) был введен в употребление благодаря усовершенствованию производства линз. Как и многие другие примеры в истории технологии, производство линз оказалось подстегнуто успехами предыдущих столетий: речь идет о значительном увеличении объемов выпуска стекла в XII и XIII веках из-за неснижавшегося спроса на цветные витражи для украшения всех европейских церквей. С организацией в XIII веке стекольных работ в Мурано, неподалеку от Венеции, итальянское Возрождение поспособствовало развитию технологии, навсегда изменившей исследования в разных пространственных масштабах: от очень крупных и далеких объектов до очень маленьких и близких – никогда ранее не исследованное пространство стало доступным для наблюдения, осмысления и удивления.
Появление микроскопа расширило пределы видимого пространства до микрометрового диапазона (1 мкм = 10–6 м). В этом микроскопическом мире Роберт Гук обнаружил, идентифицировал и назвал ключевую функциональную единицу тканей животных и растений – клетку. В 1665 году Роберт Гук описал это и другие открытия в работе «Микрография». Прочитав книгу Гука, голландский торговец без школьного и формального научного образования Антони ван Левенгук решил научиться делать линзы и смастерить собственный микроскоп. В результате этих усилий, подгоняемый исключительно интеллектуальным любопытством, с помощью своих микроскопов Левенгук открыл бактерии, обнаружив их в образце собственной слюны, а также большое разнообразие микроскопических паразитов и других форм жизни.
К изумлению всех своих современников, Гук, Левенгук и другие микроскописты вскоре доказали существование широчайшего микромира, такого же богатого и разнообразного, как и тот, что мы видим невооруженным глазом. А вскоре выяснилось, что мозг человека образован миллиардами микроскопических клеток, которые назвали нейронами.