Е. Предтеченский - Иоганн Кеплер. Его жизнь и научная деятельность

Вообще, мысли великих людей, хотя бы это были и чистые гипотезы, заслуживают большого внимания. В наше время у Марса открыто было два спутника; до тех же пор было общим местом утверждать, что Марс не имеет спутников. Но двое из великих людей: Вольтер и Свифт – имели смелость не соглашаться с ходячими мнениями своего времени. Вот что говорит в своем Микромегасе Вольтер в 1750 году, за 127 лет до открытия спутников: «Отправившись с Юпитера, наши путники пролетели около ста миллионов лье и очутились близ Марса. Они видели две луны, освещающие эту планету, но пока еще ускользающие от взоров наших астрономов. Я уверен, что патер Кастель возопиет против существования этих двух лун, но в этом отношении я сошлюсь на тех, кто руководится аналогией. Эти добрые философы знают, как трудно было бы Марсу, столь далекому от Солнца, обойтись без двух, по крайней мере, лун». Знаменитый автор странствий Гулливера, описывая путешествие своего героя в Лапуту, сообщает о тамошних астрономах в 1720 году, то есть за 30 лет до Вольтера, следующее: «Астрономы здешние большую часть своей жизни проводят в наблюдении небесных тел с помощью труб, несравненно превосходящих наши. Так как их открытия далеко опередили наши, то они знают две второстепенные звезды, или два спутника, обращающихся около Марса. Ближайший к планете находится от ее центра на расстоянии трех ее диаметров, а отдаленный – на расстоянии пяти диаметров. Первый оборачивается (вокруг планеты) в 10 часов, а второй – в 21 час, так что квадраты времен обращений пропорциональны кубам расстояний, что доказывает справедливость закона тяготения и для других небесных тел».

Заметим, что известное теперь расстояние ближайшего спутника около 2 диаметров планеты, а время обращения 8 часов; для отдаленного – расстояние равно приблизительно 4 диаметрам и время обращения 30 часов. Следовательно, предсказание Свифта исполнилось не совсем точно, но это потому, что оно слишком подробно. Вообще же немного найдется «пророчеств», столь блистательно оправдавшихся. Но, как увидим ниже, гораздо раньше Свифта и Вольтера предсказал существование двух спутников у Марса Кеплер.

Гипотезы Кеплера, сделанные по поводу числа планет и времени их обращения, могут служить примерами его всегдашних умозрений по различным вопросам, возникавшим в его вечно деятельном уме. Спрашивая себя, почему происходит то или другое явление, Кеплер составлял гипотезу о его причине и затем с необыкновенным терпением начинал выводить все следствия из нее, употребляя многие годы на проверку вычислений над наблюдаемыми явлениями. По словам Араго, наука без гипотез не может двигаться вперед – без них нельзя придумать ни одного опыта; но в обращении с гипотезами нужно быть добросовестным и допускать их в науку лишь после тщательной проверки. Кеплер всегда был верен этому правилу: от самых любимых своих гипотез он отказывался без всяких колебаний, без всякого сожаления, если они не подтверждались наблюдением и вычислением.

Мысль о шести правильных телах в применении к числу планет казалась Кеплеру очень правдоподобной, и с помощью этих тел он попытался представить взаимную зависимость относительных расстояний планет от Солнца. Комбинируя различным образом расстояния планет, Кеплер пришел к убеждению, что ему удалось отыскать закон, связывающий расстояния, – весьма изящный с геометрической точки зрения, но, к сожалению, неверный. Предполагаемый закон заключался в следующем. Представим себе сферу, радиус которой равен расстоянию Меркурия от Солнца; опишем около этой первой сферы восьмигранник, а около восьмигранника – вторую сферу; около нее опишем двадцатигранник, а около него – третью сферу; продолжая таким же образом описывать последовательно двенадцатигранник и четвертую сферу, четырехгранник и пятую сферу, наконец, шестигранник и шестую сферу, мы найдем, что радиусы сфер от первой до шестой включительно представят относительные расстояния (от Солнца) планет: Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера и Сатурна. На основании этого построения расстояние Венеры будет 1,73, между тем как истинное равно 1,87. Однако если сравнить чисто геометрические представления Кеплера с шестью твердыми небесами Коперника, с прикрепленными к ним планетами, то нельзя будет не признать в них значительного шага вперед.

Вычисление расстояний по этой гипотезе и многократная проверка их заняли более двух лет. «Работая над этим, – говорит Кеплер, – я твердо заучил расстояния и время обращения планет, так что мог наизусть производить различные их сочетания». Восхищаясь достигнутым результатом, предполагаемым открытием, он нисколько не жалеет о многих днях и ночах, потраченных на этот труд. Первое сочинение Кеплера, содержавшее в себе изложение всего вышеупомянутого, называлось «Prodromos dissertationum cosmographicarum seu Mysterium cosmographicum», то есть «Введение к космографическим исследованиям, или Космографическая Тайна». Оно вышло в 1597 году во время Франкфуртской ярмарки – с двумя опечатками в имени автора: вместо Keplerus стояло Repleus. В Продромосе нет еще трех знаменитых Кеплеровых законов, нет и тех блестящих догадок, в которых гений его провидел далекое будущее; но все это здесь уже находилось в скрытом состоянии и развилось отсюда, на что указывает и самое название Продромос – предтеча. В предисловии к нему находим следующие восторженные слова: «Блажен изучающий небо: он научается считать ничтожеством все, чему мир удивляется всего более; для него нет ничего выше созданий Божиих, и изучение их доставляет ему самую чистую радость. Отец мира! Создание, удостоенное тобою возвыситься до высоты твоей славы, становится почти подобным Богу, ибо для него понятны мысли Божий».

Правильный звездчатый сорокаугольник из книги «Космографическая тайна»

Теория, вызвавшая такой восторг, не принята теперь наукою. Кеплер, по словам Бэкона, напоминает в ней жаворонка, взлетевшего к небу, но еще ничего не принесшего из своего полета. Тем не менее, к этому почти юношескому произведению своему Кеплер чувствовал глубокую нежность всю свою жизнь и, издавая его впоследствии вновь, говорил в предисловии, что никогда еще никакой новичок не делал столь блестящего начала. Книгу свою Кеплер послал тотчас же Тихо Браге в Уранибург; но пути сообщения тогда были так хороши, что книга попала туда только на следующий год. Ответ знаменитого датского астронома доставил Кеплеру большое удовольствие, и оно было бы, по его словам, еще больше, если бы не было испорчено случившимся в это время солнечным затмением. Вероятно, Кеплер намекал этим на содержание письма Тихо, советовавшего ему бросить эти бесплодные вымыслы и философствование, и, не мудрствуя лукаво, заниматься наблюдениями и их обработкой. Практический Тихо Браге со своей точки зрения был прав, и под его мнением, наверное, подписались бы 99 из 100 современных нам тружеников обсерваторий, в особенности немецкого образца. Но как опасно было бы для Кеплера последовать этому совету! Погрузившись в наблюдения и вычисления, расставшись со своими фантазиями, Кеплер избежал бы, конечно, многих ошибок, потому что кто ничего не делает, тот и не ошибается; но он не открыл бы тогда своих бессмертных законов, и преобразование древней астрономии выпало бы не на его долю; может быть, для этого потребовалось бы ждать еще не одно столетие; может быть, без Кеплера не появился бы и Ньютон.