24 сентября в Европейском университете в Санкт-Петербурге прошла лекция Марио Биаджоли, в ходе которой профессор обратился к текущей дискуссии об использовании Галилеем изображений в некоторых его наиболее известных текстах по астрономии. В своей работе 1610 года Sidereus nuncius, он описал ряд первых революционных открытий, сделанных помощью телескопа, а в «Письмах о пятнах на Солнце» (1623 год), защитил свое открытие и интерпретацию появления солнечных пятен от обвинений, выдвинутых против него иезуитом Кристофом Шейнером. T&P записали самое интересное.

Галилей был первым, кто использовал изображения в астрономии. До 1609 года астрономия была математической дисциплиной: в ней использовались таблицы и диаграммы о движении планет, но не визуальный материал. И только после изобретения телескопа ученые-астрономы стали исследовать, как космические объекты выглядят и можно ли извлечь из их внешнего облика какую-то дополнительную информацию об их составе и происхождении.

Разумеется, процесс перехода от чистой математики к наглядным иллюстрациям воспринимался учеными далеко неоднозначно. Изображения вообще не воспринимались как научный язык, их использовали только отдельные ученые в спорах между собой для доказательства той или иной точки зрения. Научный потенциал их использования был не очевиден. Конечно, визуальный материал к тому времени широко использовался в анатомии и ботанике. И уже в этих дисциплинах возник вопрос: действительно ли изображения представляют какие-то существенные черты наблюдаемого явления, благодаря которым можно достоверно классифицировать объекты? Или визуальная репрезентация помогает выявить только особенности конкретного экземпляра и не имеет никакой научной ценности? Кроме того, все изображения в ботанике представляют собой статические объекты, изображение объектов в движении доставляет еще больше проблем: можно ли вообще передать движение через рисунки? Не говоря уже об астрономии, где наблюдение осложнено масштабами и всегда опосредовано применением техники. Именно поэтому изначально изображения в астрономии не были репрезентациями наблюдаемых объектов, а становились основой для конструирования самих моделей. Эту функцию они выполняли и в анатомии: циркуляция крови изображалась не напрямую, а через серию изображений мышц. Картинка сама по себе не демонстрирует движение крови, но помогает ее представить и, таким образом, сконструировать.

Итак, в 1609 в Голландии был изобретен телескоп. Галилео был первым, кто использовал его для наблюдения небесных объектов, хотя позже и другие ученые стали это делать: их открытия порой разделяли всего несколько недель. Галилео стал наиболее известен просто потому, что был быстрее других. Телескоп в то время представлял собой инструмент, который работал, но никто не знал, как конкретно устроен его механизм. Поэтому, разумеется, он вызывал определенные сомнения в достоверности полученных с его помощью наблюдений. И именно Галилей легимитизировал телескоп как надежный способ наблюдения. Я расскажу о трех случаях, когда Галилей смог с помощью визуального представления поменять существующую астрономическую картину мира.

Три звезды

Первый случай произошел 7 января 1609 года. Галилео записал, что наблюдал ночью три неподвижных звезды в районе Юпитера: две на востоке, одну — к западу, причем звезды и планета располагались на одной прямой. На следующую ночь Юпитер изменил положение относительно этих звезд. По крайней мере, так думал Галилей, который рассматривал три других объекта как неподвижные. Однако характер изменения положения Юпитера прямо противоречил данным астрономических таблиц. И в ночь 10 января одна из звезд пропала. Единственное разумное объяснение — она оказалась позади Юпитера, но это означало, что эти три объекта являются не звездами, а спутниками планеты, и не Юпитер меняет свое положение, а сами объекты двигаются относительно него. Таким образом, Галилей сначала увидел что-то в телескопе, и только потом смог понять, что это такое. Именно так визуальное изображение не представляет сам объект, но является основой для его распознания и конструирования его модели.

Чтобы доказать свою правоту, Галилею пришлось зарисовывать свои наблюдения каждую ночь. Это позволило читателю его дневников увидеть то же, что видел он сам, и убедиться в его правоте. Более того: такой тщательный подход к наблюдениям позволил избавиться от сомнений в обоснованности использования телескопа как научного инструмента. Ведь наблюдаемые явления уже не могли быть просто визуальными ошибками: они подчиняются неким внешним законам, которые можно проверить, соответственно, сами объекты действительно существуют.

Лунные кратеры

Описывая Юпитер, Галилео было достаточно использовать типографские шрифты, чтобы показать положение точек относительно друг друга. Свои наблюдения Луны ему пришлось зарисовывать, а потом гравировать. Учитывая уровень развития печатной техники того времени, такая процедура в разы уменьшала достоверность и точность передаваемой информации. Кроме этого, Луна видна невооруженным взглядом, люди могут наблюдать ее каждую ночь, поэтому сформировалось устойчивое мнение о том, что из себя представляет Луна. Темные пятна, которые образуются на поверхности из-за кратеров и искривления света, люди считали такой же ровной поверхностью, но другого цвета. Луна для людей XVII века была гладкой, как шар. Галилео же утверждал, что на спутнике есть кратеры и неровности. Вот как ему удалось это доказать. Линия между светлой и темной стороной Луны не является идеально прямой, как должна была бы быть, если бы поверхность была ровной. По факту, ее искривления очень похожи на то, как образуются тени на рассвете на Земле: там, где выше горы или ниже ямы, свет проникает позже, соответственно, там дольше сохраняется тень. Та же ситуация с Луной: граница между светом и темнотой искривлялась так, будто существуют кратеры и неровности. Аргументом для этой позиции стали гравюры наблюдений Галилео. Изображения содержали достаточно много ошибок, но это было неважно: вопрос был не в точности наблюдений отдельных искривлений, а в том, какой объект мы наблюдаем — с ровной или искривленной поверхностью. Установив в научном сообществе, что на лунной поверхности есть кратеры, началась вторая волна наблюдений с целью установить, где и как эти неровности расположены. То есть, сначала объект изображением конструируется, и только потом начинает его репрезентировать. Чтобы добавлять точность исследованиям, нужно установить, что за объект наблюдается.

Солнечные пятна

Проблема с солнечными пятнами состояла в том, что они являлись объектами совершенно иной категории, чем спутники или кратеры. Это настоящие эпистемологические кошмары для наблюдателя: они пропадают, снова появляются и постоянно меняют свою форму, причем абсолютно непредсказуемым образом. И относительно их происхождения у Галилео было сразу два оппонента — его современник, немецкий астроном Кристоф Шайнер, и сам Аристотель. По Аристотелю, все небесные тела являются неизменными. Соответственно, появляющиеся на Солнце пятна в эту систему не вписываются. И если Луна и ее кратеры еще можно было счесть за небольшую модификацию взглядов Аристотеля, то пятна на Солнце были абсолютно неприемлемы для его последователей. Шайнер не пытался доказать, что пятен нет (это было невозможно), он хотел представить это таким образом, чтобы авторитет Аристотеля и всех церковных догматов не пошатнулся. Галилео же, в свою очередь, абсолютно недипломатично заявлял, что Аристотель полностью не прав в этом вопросе. Галилео не пытался сказать, чем на самом деле являются эти черные кляксы на Солнце, он подходил феноменологически: старался описать, как они выглядят и что делают. Другими словами, Галилео не знал, что конкретно он открыл, но отказываться от своего открытия был не намерен. Шайнер же уверенно заявлял, что наблюдаемые объекты — это спутники солнца, находящиеся очень близко к его поверхности. Их много, и находятся они близко друг к другу, потому выглядят как смазанные пятна. Солнце чисто, Аристотель прав, церковь устояла.

Оба ученых основывали свои точки зрения на наблюдениях и полученных изображениях. Низкое качество изображений играло на руку Шайнеру: будь они слегка четче, стало бы понятно, что это не спутники. Хотя, конечно, вряд ли он намеренно изготавливал плохие изображения. Но, несмотря на это, Галилео смог заметить: будь эти пятна спутниками, они должны были пропадать с одной стороны Солнца и появляться с другой, то есть двигаться по орбите. Однако они пропадали и появлялись совсем по другим паттернам. Это и стало аргументом, который так и не смог парировать Шайнер.

Эти три случая — далеко не единственные в истории астрономии, когда один ученый заставлял все сообщество пересмотреть свои взгляды. Однако они выделяются тем, что единственное, что позволило усомниться в существующей системе — это визуальные изображения, которые еще совсем недавно воспринимались как интересное, но не слишком полезное дополнение к научным материалам.