Развитие чистой математики, особенно геометрии, уже во времена Аристотеля шло довольно активно, но ее применение в научных работах Платона и пифагорейцев было незрелым, да и сам Аристотель проявлял мало интереса к использованию математики в науке. Наблюдая за ночным небом на разных широтах, Аристотель интуитивно пришел к выводу о сферической форме Земли, но не стал утруждать себя расчетом радиуса Земли на основе этих наблюдений (хотя это можно было бы сделать).
Серьезные преимущества от использования математики физика начала получать только после смерти Аристотеля в 332 г. до н. э., когда активный центр развития натурфилософии переместился из Афин в Александрию. Однако обязательное использование математики эллинистическими физиками и астрономами стало создавать помехи общению между учеными и обществом. Просматривая сохранившиеся математические работы Аристарха, Архимеда и Птолемея, я испытывал приступы симпатии к грекам и говорящим на греческом римлянам, которые читали эти книги, стараясь быть в курсе последних открытий о природе света, о течении жидкостей или движении планет.
Вскоре авторы, которых назвали «комментаторами», попытались устранить это препятствие. По иронии судьбы как писатели они оказались настолько популярнее, чем как профессиональные ученые, что во многих случаях копировались и переписывались именно их толкования научных исследований, а не отчеты об исследованиях как таковых. Таким образом, их книги получили возможность пережить крах Древнего мира. К примеру, мы знаем об измерении длины окружности Земли, выполненном Эратосфеном около 200 г. до н. э., не из его собственных работ, которые утеряны, а из комментариев Клеомеда, написанных на несколько столетий позже. Представьте, если бы в постапокалиптическом будущем школьники изучали работы Ньютона и Эйнштейна по сохранившимся статьям из журналов Scientific American или New Scientist.
После распространения и укрепления христианства и падения Римской империи на Западе профессиональная традиция математической физики и астрономии постепенно была утрачена, однако она сохранилась в исламских странах. В конце Средневековья традиция возродилась и получила новую жизнь в Европе, достигнув высшей точки развития двумя веками позже в работах Кеплера, Гюйгенса и, прежде всего, Ньютона. Ньютоновские «Начала» до сих остаются самой важной книгой по физике из всех написанных, однако она отталкивающе сложна для обычного читателя. Сам Ньютон даже не пытался донести свои теории движения и гравитации до широкого круга. Работа Ньютона была настолько важной, что Вольтер взял на себя труд объяснить ее французской публике, которая завязла в трясине ошибок Декарта. Вольтер использовал перевод «Начал» на французский язык, выполненный маркизой Дю Шатле. В 2006 г. Иэн Макьюэн из The Guardian совершенно справедливо внес вольтеровские «Философские письма» в свой канон текстов о науке.
После Ньютона физика все более обрастала математикой, и это все сильнее усложняло коммуникацию с обществом. В XX в. Георгий Гамов и сэр Джеймс Джинс, наряду с другими выдающимися физиками, взяли на себя задачу объяснить поразительные новые результаты теории относительности и квантовой механики и с переменным успехом с ней справлялись. Я всерьез заинтересовался физикой, еще будучи подростком, и книги Гамова и Джинса меня вдохновляли. Не все в них было понятно. Скорее наоборот. Эти книги формировали яркую картину мира, подчиняющегося парадоксальным фундаментальным законам, и понять эти законы (как объяснял Галилей в своем знаменитом сочинении «Пробирных дел мастер»
[124]) сможет только тот, кто владеет языком, на котором они написаны, — языком математики. Я помню, что в одной из их книг (кажется, это была книга Джинса «Загадочная Вселенная») я наткнулся на дискуссию о принципе неопределенности Гейзенберга, который описывается уравнением qp − pq = ih / 2π. Я не знал, что означают символы в этом уравнении, но знал, что, если q и p — это числа любого типа, то произведение q на p должно быть равно произведению p на q. И как тогда разность qp минус pq может отличаться от нуля? Мне было очевидно, что я должен еще очень много узнать, прежде чем смогу разобраться в этих сложных материях.
Так что вовсе не обязательно, чтобы в тексте о физике неподготовленному читателю было все понятно. Уважать читателей — вот что важно. Не вводить их в заблуждение, что, не будь они такими бестолковыми, им все было бы ясно, или что непонятность — это признак глубины ума. В предисловии к книге «Первые три минуты» я объяснял, что «…когда юрист пишет для широкой публики, он предполагает, что она незнакома, например, с французским законодательством или с законом против пожизненной ренты, но из-за этого он не думает о публике слишком плохо и в то же время не снисходит до ее уровня… Читатель представляется мне в облике ловкого старого адвоката, который не умеет говорить на моем языке, но который, по крайней мере, надеется услышать несколько убедительных аргументов, прежде чем составит собственное мнение».
В книге «Первые три минуты» я впервые применил прием двухуровневого текста. Там есть самодостаточный основной текст, в котором нет формул (ну, почти нет). И есть техническое приложение, которое необязательно читать для понимания основного текста. В приложении я пытаюсь объяснить хотя бы те математические тонкости, которые можно изложить на уровне средней школы. Тот же прием я использовал позже при написании книги «Открытие субатомных частиц», а также в своей последней книге «Объясняя мир». Эти приложения адресованы отчасти мне самому — там содержится то, что я захотел бы прочитать, если бы был подростком.
Одна из причин, привлекающих ученых вроде меня к написанию научно-популярных текстов, — это возможность вовлечь в дискуссию. Полемический стиль научно-популярных текстов зародился еще во времена золотого века исламской науки. Тогда в центре внимания были ценность науки и ее отношение к исламу. Один из самых талантливых мусульманских астрономов, перс аль-Бируни, был недоволен антинаучными настроениями среди исламских экстремистов, а ученый и врач ар-Рази, которым восхищался аль-Бируни, утверждал, что ученые приносят человечеству больше пользы, чем религиозные лидеры, чудеса которых не более чем хитрые трюки. В ответ знаменитый врач Авиценна сказал, что ар-Рази следует рассуждать о тех вещах, в которых он разбирается, — о фурункулах и экскрементах.
Во время научной революции полемика появилась и в научно-популярных текстах европейских ученых. Галилей не только не подчинился приказам Римской инквизиции, когда в своем «Диалоге» доказывал, что неподвижно именно Солнце, а не Земля, — он написал «Диалог» не на латинском языке ученых, а на итальянском, и использовал небольшое количество математических выкладок, чтобы его сочинение смог прочитать и понять любой грамотный итальянец. Его соотечественники сумели это оценить; к тому моменту, когда Церковь приказала запретить книгу, весь ее тираж был распродан.
Дарвиновское «Происхождение видов» является практически единственным примером отчета о профессиональном научном исследовании высочайшего уровня, в котором одновременно, по крайней мере неявно, открывается полемика (как сказал Дарвин, «один большой аргумент») о важной для общества проблеме — основах религиозной веры. Дарвин надолго разрушил почти общепринятую гипотезу о необходимости Божественного вмешательства, без которого невозможно объяснить способности растений и животных. Книга Дарвина вовлекает в полемику отчасти потому, что она прекрасно читается. (Конечно, Дарвин как писатель имел преимущество в том, что биология в его время была недостаточно развита для использования математического аппарата, поэтому ему не нужно было решать, как объяснить математические идеи публике.)
