У загальній теорії відносності гравітаційне поле можна повністю описати, якщо точно визначити в кожній точці простору й часу інерційні системи, у яких впливів сили тяжіння немає. З математичної точки зору це подібне до створення мапи невеликої ділянки в будь-якій точці викривленої поверхні, де ця поверхня здається пласкою на кшталт мапи міста на поверхні Землі; кривизну всієї поверхні можна описати укладанням атласу з місцевих мап, що частково перекривають одна одну. Фактично ця математична подібність дає змогу описати будь-яке гравітаційне поле як кривизну простору й часу.
Отже, поняттєві основи загальної теорії відносності та ньютонівської теорії відрізняються. Поняття сили тяжіння в загальній теорії відносності здебільшого замінюють поняттям викривленого простору-часу. Деяким людям було складно прийняти це. У 1730 році Александр Поуп написав для Ньютона пам’ятну епітафію:
Природа та її закони лежали в темряві впродовж сторіч.
Сказав Господь: «Хай буде Ньютон!» – і стало світло, щезла ніч.
У XX столітті британський поет-сатирик Дж. К. Сквайр23 додав ще два рядки:
Але диявол тим недовго переймався:
«Ейнштейн хай буде тут!» – і статус-кво зостався.
Не вірте цьому. Загальна теорія відносності значною мірою відповідає теоріям руху й тяжіння Ньютона: вона базується на загальних принципах, що можна виразити математичними рівняннями, наслідки з яких можна математично вивести для широкого діапазону явищ, підтверджених спостереженнями. Різниця між теоріями Ейнштейна та Ньютона значно менша за різницю між теоріями Ньютона й чимось, що було раніше.
Залишається запитання: чому наукова революція XVI та XVII століть сталася тоді й там, де вона сталася? Можливих пояснень не бракує. У Європі XV століття сталося чимало змін, що заклали підвалини цієї наукової революції. За правління Карла VII й Людовіка XI у Франції та Генріха VII в Англії зміцнилася центральна влада. Падіння в 1453 році Константинополя змусило грецьких учених тікати на Захід до Італії й далі. Епоха Відродження посилила інтерес до світу природи та встановила вищі стандарти точності давніх текстів і їхнього перекладу. Винайдення друкарського верстата з набірним шрифтом зробило наукове спілкування значно швидшим та дешевшим. Відкриття й дослідження Америки зміцнило впевненість, що в давнину люди багато чого не знали. Крім того, згідно з так званою тезою Мертона, протестантська Реформація початку XVI століття підготувала сцену для великих наукових успіхів в Англії XVII століття. Соціолог Роберт Мертон припускав, що протестантизм створив сприятливі для науки соціальні відносини й запропонував своєрідну комбінацію раціоналізму, емпіризму та віри у зрозумілий порядок природи – відносини та переконання, які він знаходив у роботі учених-протестантів24.
Важко сказати, наскільки важливими були ці різноманітні зовнішні впливи на наукову революцію. Але хоча я не можу сказати, чому саме Ісаак Ньютон наприкінці XVII століття в Англії відкрив класичні закони руху й тяжіння, гадаю, мені відомо, чому ці закони набули своєї форми. Усе дуже просто: з дуже хорошим наближенням світ справді підкоряється законам Ньютона.
Дослідивши історію фізичної науки від Фалеса до Ньютона, я хотів би тепер запропонувати гіпотетичні роздуми про те, що привело нас до сучасного поняття науки, представленого досягненнями Ньютона та його наступників. Нічого з того, що визначає сучасну науку, не планували науковці стародавнього або середньовічного світу. Фактично, навіть якби наші попередники й могли уявити собі науку в її нинішньому вигляді, цілком можливо, що вона їм не надто сподобалася б. Адже сучасна наука безособова, у ній немає місця надприродним втручанням або (поза біхевіористськими науками) людським цінностям, немає відчуття мети, а ще вона не дає жодної надії на повну визначеність. То як же ми дійшли до неї?
Стикаючись із незрозумілими явищами, люди всіх культур шукали пояснень. Навіть коли вони відмовлялися від міфології, більшість спроб пояснення не давала задовільних результатів. Фалес намагався зрозуміти матерію, гадаючи, що вся вона містить воду, але чого він досяг із цією ідеєю? Яку нову інформацію вона йому принесла? Ніхто в Мілеті чи ще десь не зумів побудувати чогось на положенні, що все навколо складається з води.
Але час від часу хтось таки знаходить спосіб пояснити якесь явище, який так добре підходить та прояснює так багато, що приносить досліднику неабияке задоволення, особливо коли це нове розуміння кількісне, а спостереження докладно його підтверджує. Уявімо, що відчував Птолемей, коли зрозумів, що, додавши до епіциклів та ексцентрів Аполлонія та Гіппарха еквант, він отримав теорію планетних рухів, завдяки якій міг передбачати з великою точністю, де можна буде знайти в небі будь-яку планету в будь-який час. Відчути його радість можна з рядків, які я вже цитував раніше: «Відстежуючи численні рухи зірок по колу, я більше не торкаюся ногами Землі, а поруч із самим Зевесом смакую амброзією – їжею богів».