* * * Глава 1 В начале Наука – особенная вещь. Наука – лучший из известных нам способов получения знаний о мире и обо всем, что в нем содержится, в том числе и о нас самих. Люди задавали вопросы о том, что видели вокруг, многие тысячи лет, но ответы, которые удавалось получить, менялись со временем. Точно так же изменялась и наука. Она динамична, она строится на идеях и открытиях; одно поколение передает их следующему, но в то же время иногда происходят настоящие прорывы, и тогда она делает огромные скачки. Единственное, что не меняется, – любопытство, сила воображения и разум тех, кто двигает науку. Мы можем знать намного больше сегодня, но люди, напряженно размышлявшие о нашем мире три тысячи лет назад, были ничуть не глупее, чем мы. Эта книга вовсе не о микроскопах или пробирках в лаборатории, хотя именно об этих вещах многие вспоминают, услышав слово «наука». Большую часть человеческой истории наука использовалась вместе с магией, религией и техникой для того, чтобы понять и контролировать мир. Наука может быть чем-то столь простым, как наблюдение за восходящим по утрам солнцем, и чем-то сложным вроде обнаружения нового химического элемента. Магия могла заключаться в наблюдении за звездами с целью предсказать будущее или в том, что мы назвали бы «суеверием» – боязнью того, что дорогу тебе переходит черная кошка. Религия может состоять в жертвоприношении животных – чтобы умилостивить богов, или в молитве ради всеобщего мира. Техника может содержать знание о том, как разжечь костер или спроектировать и собрать новый компьютер. Наука, магия, религия и техника использовались в древнейших цивилизациях, возникших в речных долинах Индии. Китая и Среднего Востока. Речные долины имели плодородные почвы, и это позволяло злакам каждый год вызревать в достаточном количестве, чтобы прокормить большую общину. А в большой общине появляется специализация, некоторые люди имеют возможность постоянно заниматься одним видом деятельности, практиковать его постоянно и становиться экспертами. Первыми «учеными» – хотя вряд ли их называли так в те времена – были, по всей вероятности, жрецы. В самом начале техника, относящаяся больше к тому, как делать определенные вещи, казалась намного важнее науки, то есть чистого знания. Вам нужно знать, как действовать, и только тогда вы сможете вырастить зерно и получить урожай, изготовить одежду или сварить еду. Но вам не нужно знать, почему некоторые ягоды содержат яд, или некоторые растения съедобны, чтобы научиться избегать первых и сажать вторые. Вам нет необходимости понимать причину, по которой солнце встает утром и садится вечером, чтобы это происходило снова и снова, каждый день. Но человеческие существа способны не только учиться тому, что происходит вокруг, они еще и любопытны, и это любопытство находится в самой сердцевине науки. Мы знаем больше о людях Вавилона[1] (находился на территории современного Ирака), чем о других цивилизациях того времени, по одной простой причине: они писали на глиняных табличках. Тысячи этих табличек, созданных 6000 лет назад, уцелели. Именно они рассказывают нам о том, каким вавилоняне представляли свой мир. Они были организованными до предельной степени, делали аккуратные записи о каждом урожае, о запасах и о государственных финансах. Жрецы тратили большую часть времени, наблюдая за фактами и собирая цифры по поводу окружавшей их жизни. Первыми «учеными» стали тоже они, они изучали и межевали земельные участки, измеряли расстояния, наблюдали за небом и придумывали способы подсчета. Мы до сих пор используем некоторые их открытия. Подобно нам, они применяли счетные отметки: это когда вы ставите четыре вертикальных черточки и пересекаете их диагонально пятой, чтобы получить пятерку. Именно это можно видеть в мультфильмах, когда показывают тюремную камеру, на стене которой узники ведут подсчет, сколько лет они провели в заточении. Куда более важно то, что именно вавилоняне разбили минуту на шестьдесят секунд и поместили шестьдесят минут в час, они же поделили круг на триста шестьдесят градусов и предложили неделю из семи дней. Другие числа и пропорции могли бы подойти не хуже, но так уж вышло, что система из Вавилона стала общепринятой и дожила до наших дней. Жители Вавилона были отличными астрономами – иначе говоря, наблюдателями за небом. С течением лет они начали осознавать шаблоны в расположении звезд и планет. Они верили, что Земля находится в центре мира и что существуют могучие магические связи между ней и небесными телами. И все время, пока люди продолжали считать Землю пупом мироздания, они не включали ее в число планет. Вавилоняне разделили ту часть неба, по которой проходит солнце, на двенадцать частей и дали каждой имя, связанное с определенной группой звезд, иначе говоря, созвездием. Играя в «соединить точки» прямо на небосводе, они увидели изображения животных и разных предметов, таких как скорпион или чаши весов. И это был первый Зодиак, основа астрологии, области магии, изучающей влияние звезд на нашу жизнь. Астрология и астрономия были тесно связаны и в древнем Вавилоне, и много столетий после того, как он исчез. Многие люди даже сейчас знают, под каким знаком Зодиака они родились – я, например. Телец, – и читают гороскопы в газетах и журналах, чтобы получить советы о том, как жить. Но астрология больше не является частью науки. Вавилон был одним из самых мощных государств-империй древнего Ближнего Востока. Но больше всего мы знаем о Египте и его жителях, поселившихся на берегах реки Нил за три с половиной тысячи лет до нашей эры. Ни одна цивилизация до или после не зависела в такой степени от единственного природного феномена. Египтяне полагались исключительно на Нил, от него зависело их выживание, ведь каждый год могучая река приносила плодородный ил, чтобы удобрить берега, сделать их пригодными для новых посадок. Египет очень сухая и жаркая страна, так что большое количество объектов сохранилось там до наших дней, включая множество картинок на папирусе и пиктографическое письмо, называемое иероглифами. После того как долина Нила была завоевана сначала греками, а потом римлянами, искусство читать и писать с помощью иероглифов исчезло, и более чем на два тысячелетия их значение оказалось утеряно. Затем, в 1798 году, французский солдат нашел в груде булыжников округлый кусок камня, и случилось это около городка Розетта на севере Египта. На камне обнаружилась надпись, сделанная тремя способами: иероглифами, греческим письмом и еще с помощью одного из видов древнего египетского алфавита, так называемого демотического. Розеттский камень оказался в Лондоне, где и сейчас его можно увидеть в Британском музее, и он стал настоящим прорывом, поскольку ученые могли читать греческий и следовательно – расшифровать иероглифы, понять значение таинственных символов. С того момента мы получили шанс по-настоящему узнать, во что верили и как жили древние египтяне. Астрономия Египта напоминала вавилонскую, но озабоченность египтян посмертным существованием означала, что они были более практичными в наблюдениях за небом. Календарь имел огромное значение не только для того, чтобы сказать, когда приходит наилучшее время для посева или когда ожидать разлива Нила, но и для того, чтобы планировать религиозные праздники, «Естественный» год тогда определяли в 360 дней – двенадцать месяцев, каждый разбит на три десятидневных недели, плюс добавляли пять дней в конце года, чтобы времена года не «соскальзывали». Египтяне считали, что Вселенная имеет форму огромного прямоугольного ящика и их страна находится на его дне, а Нил течет строго посередине. Начало года совпадало с разливом реки, и после многолетних наблюдений его удалось связать с восходом одной из ярчайших звезд ночного неба, которую мы зовем Сириусом. Как и в Вавилоне, в Египте жрецы занимали важное место при дворе правителей, которых называли фараонами. Фараоны рассматривались как божественные существа, способные наслаждаться жизнью даже после смерти. Именно по этой причине они строили пирамиды, которые на самом деле – гигантские надгробные памятники. Правители речной страны, их родичи и другие важные персоны вместе со слугами, собаками, котами, мебелью и запасами пищи помещались в эти огромные сооружения, чтобы они могли дождаться новой жизни в следующем мире. Чтобы сохранить тела фараонов, жрецов и вельмож – в конце концов, не очень хорошо вступать в новую жизнь подгнившим и неприятно пахнущим, – египтяне разработали способы бальзамирования мертвецов. Процесс начинался с удаления внутренних органов (для извлечения мозга через ноздри использовался длинный крючок) и помещения их в отдельные емкости. Особые химические вещества использовались, чтобы сохранить остаток тела, которое заворачивалось в ткани и помещалось в гробницу. Естественно, бальзамировщики прекрасно знали, как выглядят сердце, легкие, печень или почки. К сожалению, они не описывали внутренние органы, так что мы не в курсе, что египтяне думали по их поводу. Тем не менее, посвященные врачебному делу папирусы уцелели, и они могут рассказать нам о том, что знали тогда о медицине и хирургии. Разделяя предрассудки своего времени, египтяне верили, что болезни могут происходить из-за смеси религиозных, магических и естественных причин, и знахари обязательно произносили заклинания, когда давали лекарства пациентам. Но в то же время многие лекарства, изобретенные на берегах Нила, появились благодаря опыту наблюдения за заболеваниями. Некоторые составы для перевязочного материала, которым закрывают раны после травм или хирургического вмешательства, не только помогали заживлению, но и уничтожали болезнетворные микроорганизмы. И это за тысячи лет до того, как мы узнали о существовании этих организмов! На этом этапе истории счет, астрономия и медицина были тремя наиболее очевидными «научными» областями. Счет, арифметика – ведь тебе нужно знать, «сколько» перед тем, как начать посев или торговлю, или определить, достаточно ли у тебя солдат и рабочих для возведения пирамиды. Астрономия – солнце, луна и звезды так близко связаны с днями, месяцами и сезонами, что наблюдение за ними позволяет создать календарь. Медицина – когда люди болеют или получают повреждения, им обычно нужна помощь. Но в каждом из этих случаев магия, религия, техника и наука были причудливо смешаны, и по этой причине во всем, что касается древних цивилизаций Ближнего Востока, мы должны во многом догадываться, почему люди делали то, что делали, и как простой народ проживал свою жизнь. О простом народе вообще трудно узнать что-либо, поскольку только могущественные персоны, умевшие читать и писать, оставляли после себя заметки для истории. Это справедливо и для двух других цивилизаций, появившихся примерно в то же самое время, но совсем в другой части Азии: Китая и Индии. Глава 2 Иголки и числа Если двигаться на восток от Египта через Вавилон и дальше, то обнаружишь земли, где древние цивилизации процветали по обе стороны от горной цепи Гималаев, в Индии и Китае. Около пяти тысяч лет назад люди уже жили здесь в городах, разбросанных по долине Инда и Хуанхэ. В те времена и Индия и Китай обладали обширными территориями, даже больше, чем сейчас[2], и являлись частью обширной торговой сети, раскинутой над сушей и над морем – ее ниточки тянулись от тех мест, где выращивали пряности, – и письменность с наукой находились на высоком уровне и там, и там. Одно способствовало другому: наука вносила вклад в торговлю, а благосостояние от торговли давало возможность проводить исследования. Фактически до шестнадцатого века наука любой из восточных цивилизаций была развита по меньшей мере ничуть не хуже, чем в Европе. Индия дала нам свои числа и любовь к математике, из Китая пришли бумага, порох и такой незаменимый в навигации прибор, как компас. Сегодня Китай – главная мировая сила, и предметы вроде одежды, игрушек или электронных приборов, изготовленные на его территории, продаются по всему земному шару: посмотрите хотя бы на ярлычок на своих кроссовках. Но многие века люди Запада смотрели на эту огромную страну с восхищением или подозрением: китайцы во многом шли своими путями, их государство выглядело в одно и то же время таинственным и неизменным. Сейчас мы знаем, что Китай всегда был динамичен и что его наука тоже постоянно развивалась. Но одна вещь сохранялась веками – письменность, а именно китайские иероглифы, крохотные картинки, представляющие те или иные объекты; они выглядят странно для тех, кто подобно нам, пользуется алфавитом. Но если вы знаете, как толковать эти картиночки, то вы можете читать древние, ужасающе древние китайские тексты с такой же легкостью, с какой и современную газету. На самом деле, мы должны поблагодарить Китай за изобретение бумаги, сделавшей письмо более легким делом: старейший образец, о котором мы знаем, датируется 150 годом нашей эры. Управление огромной страной никогда не было простым занятием, но наука могла помочь и тут. Возможно, самый масштабный строительный проект в нашей истории. Великая Китайская стена, был начат в пятом веке до нашей эры, во время правления династии Восточная Чжоу (китайская история делится на периоды, названные в честь династий – семейств могущественных правителей). Предполагалось, что стена будет удерживать варваров севера от нападения на Китай и в то же время удерживать китайцев в пределах страны. Потребовались столетия, чтобы завершить строительство, а затем она постоянно ремонтировалась и увеличивалась. Много лет верили, что стена различима из космоса, но это неправда, китайские космонавты не смогли обнаружить ее с орбиты. Другой значительный проект такого рода. Великий канал, был начат при династии Суй, в пятом веке. Используя множество естественных водоемов, строители Китая создали тысячемильный путь между расположенным внутри континента Пекином на севере и Ханчжоу на морском побережье юга, и тем самым открыли дорогу из Северной столицы во внешний мир. Оба монумента – яркое напоминание о мастерстве китайских землемеров и строителей, но также памятник тому невероятному количеству ручного труда, которое пришлось затратить. Да, китайцы изобрели ручную тележку, но рабочим все так же приходилось копать, толкать и таскать. Для жителей древнего Китая Вселенная была разновидностью живого организма, в котором некие силы связывают все элементы. Фундаментальная сила или энергия именовалась ци, а две другие силы носили названия «инь» и «ян»: инь, женский принцип, ассоциировался с темнотой, облаками и сыростью; ян, мужской, с солнечным светом, ясным небом и теплом. Вещи никогда не бывают всецело инь или ян – две силы всегда смешаны в той или иной пропорции. В соответствии с положениями китайской философии, каждый из нас имеет некоторое количество того и другого и точная комбинация инь и ян определяет, кто мы есть и как себя ведем. Китайцы верили, что Вселенная состоит из пяти элементов: вода, металл, дерево, огонь и земля. Эти элементы не совпадали с обычной водой или огнем, которые мы можем наблюдать, это скорее принципы, что действуют в совокупности, образуя тем самым мир и небеса. У каждого из них различные характеристики, само собой, но они связаны между собой, как детали в игрушке-трансформере. Например, дерево побеждает землю (деревянная лопата может выкопать яму), металл может разрубить дерево, огонь – расплавить металл, вода – потушить огонь, а земля – остановить воду (вспоминается игра камень-ножницы-бумага, на самом деле изобретенная в Китае). Пять элементов, комбинируясь с силами инь и ян, производят циклические ритмы в природе, времена года, циклы рождения и смерти, а также движение Солнца. Луны и планет. Поскольку все состоит из одних из тех же элементов и сил, все в некотором смысле слова является живым и находится в единстве. Так что понятие «атома» как базовой единицы материи никогда не возникало в Китае, как не было там и естествоиспытателей, думавших, что они должны выразить все с помощью чисел, поскольку это «научно». Арифметика в Китае оставалась исключительно практической вещью – сложить и прибавить, когда ты продаешь или покупаешь, взвесить товары и так далее. Счеты, устройство со скользящими бусинками на проволочках, с помощью которых вы могли учиться считать, не упоминались в записях до шестнадцатого века, хотя наверняка были изобретены ранее. Счеты ускоряют процесс, они позволяют складывать, отнимать, умножать и делить. Числа также использовались для определения продолжительности отрезков времени. Примерно в 1400 году до н. э. китайцы уже знали, что год состоит из 365 дней с четвертью, и, подобно многим другим ранним цивилизациям, они наблюдали за луной, чтобы рассчитывать месяцы. Как и в других местах, в древности год в Китае измеряли как продолжительность времени, необходимого солнцу, чтобы занять ту же самую позицию на небе. Движение планет вроде Юпитера, а также звезд, отлично иллюстрировали идею того, что все в природе циклично. «Великим пределом» именовали громадное число, объем времени, необходимый Вселенной, чтобы совершить полный цикл: 23 639 040 лет. И это означало, что наш мир очень стар (хотя сейчас мы знаем, что он много-много старше). Китайцы также размышляли над тем, как устроен наш мир, и некоторые из старинных звездных карт доказывают, что создававшие их люди понимали, как представить на двумерной картинке нечто, существующее на изогнутой поверхности. Цан Ли, живший во время династии Хань (25-220 гг.), верил, что солнце, луна и звезды парят в пустом пространстве, и движутся благодаря ветрам. Это сильно отличалось от мнения древних греков, считавших, что небесные тела зафиксированы на огромных сферах, и куда ближе к тому, как мы понимаем устройство космоса сейчас. Астрономы Китая очень аккуратно фиксировали небесные явления, так что их записи, простирающиеся на много веков в прошлое, имеют ценность и для ученых современности. Поскольку китайцы верили, что мир очень стар, у них не было сложностей с идентификацией окаменелостей как затвердевших остатков растений и животных, некогда обитавших на этой земле. Камни они группировали в соответствии с такими характеристиками, как твердость и цвет. Особенно ценился нефрит, и ремесленники украшали статуи кусочками этого материала. Землетрясения – обычная вещь в Китае, и хотя никто не мог объяснить, почему они происходят, во втором веке нашей эры очень образованный человек по имени Чжан Хэн использовал подвесной груз, который раскачивался, когда земля тряслась, чтобы фиксировать ее колебания. Это была ранняя версия того, что мы называем сейсмографом, устройства, что рисует прямую линию, которая идет зигзагами при сотрясениях земли. Магнетизм тоже изучали для практически целей. Китайцы научились намагничивать железо посредством нагревания его до высокой температуры с последующим охлаждением параллельно с ориентацией по оси север-юг. Компасы в Китае имелись задолго до того, как они появились на Западе, и использовали их как для навигации, так и для предсказания будущего. Чаще всего это были «мокрые» устройства – просто намагниченная игла, плавающая в чашке с водой. Мы привыкли говорить, что компас указывает на север, но для китайцев он указывает на юг (само собой, что наши компасы тоже указывают на юг – противоположным концом стрелки; не имеет значения, какое направление вы выберете, главное, чтобы все согласились по этому поводу). Китайцы были умелыми химиками, и лучшие химики принадлежали к даосам, членам религиозной группы, следовавшей учению Лао-Цзы, жившего примерно между шестым и четвертым веками до нашей эры («дао» означает «путь»), другие придерживались конфуцианства или буддизма. Философия разных религиозных лидеров влияла на мировоззрение их последователей, на то, как они изучали мир, как видели то, что их окружает. Химия древнего Китая была достаточно сложной для своего времени, например, китайцы могли дистиллировать алкоголь и другие вещества, могли извлекать медь из растворов. Смешивая древесный уголь, серу и калийную селитру, они изготавливали порох, первое в истории взрывчатое вещество, настоящий трамплин для индустрии фейерверков и оружия. Можно сказать, что порох демонстрировал инь-ян химического мира: он красиво взрывался во время огненных представлений при императорском дворе, и в то же время им заряжали мушкеты и пушки на полях сражений Дальнего Востока уже в десятом веке. Неизвестно точно, как рецепт и инструкции по изготовлению этой могущественной субстанции попали в Европу, но первое описание, о котором мы знаем, относится к 1280 году.