Константин Баев - Коперник

Если вдуматься в эти слова Коперника, то нам станет ясно, как близко подошел он к тому, что составляет неотъемлемую славу Ньютона, — к учению о тяготении или притяжении частиц материи. В самом деле, согласно Копернику тяжесть есть всеобщее свойство материи; он ясно говорит о том, что это свойство «простирается» до Луны, Солнца и всех планет; что только благодаря этому свойству тела стремятся принять форму шара и сохранять ее. «Исходя из этой мысли, столь же великой, сколь и совершенно новой, — говорит один из биографов Коперника Снядецкий, — оставалось сделать лишь один шаг, который и доставил бессмертие Ньютону». Но шага этого, добавим мы, Коперник еще не мог сделать, так как в его время динамика еще не сделала и первых своих шагов.

Самая замечательная глава первой книги — десятая, где сформулировано все его великое учение в окончательном виде. Но и в конце девятой книги Коперник уже подготовляет читателей к восприятию его новых гениальных идей. Он говорит: «Если же Земля имеет движение вокруг центра (т. е. вокруг центра мира), то движение это будет похоже на движение, замечаемое нами в других телах. Мы получим, таким образом, годичное вращение, и движение Солнца заменится движением Земли. Если принять Солнце за неподвижное, то восход и заход светил и все остальные явления останутся теми же; прямые и попятные движения планет будут в зависимости от движения Земли, и Солнце будет находиться в центре мира, что мы и усматриваем из гармонии мироздания, если только, как выражаются, рассмотрим это дело обоими глазами» (т. е. вполне серьезно).

В десятой главе первой книги своего гениального труда, носящей заглавие «Об обращениях небесных кругов», Коперник завершает предшествующие свои рассуждения построением картины строения «вселенной», т. е. солнечной системы. Эту глазу мы помещаем полностью в приложении.

Читатель нашей книги, ознакомившийся с этой главой, увидит, конечно, как Коперник старается убедить всякого, приступающего к изучению его объемистого трактата, в правильности своей новой системы мира. С этой точки зрения вся десятая глава первой книги его фундаментального труда является своего рода агитационной главой, сравнительно популярно написанной. Автор нарочито цитирует древнегреческих и арабских астрономов. Коперник, несомненно, нарочно мобилизует в десятой главе весь арсенал своей колоссальной эрудиции, чтобы читатели его труда поняли, что его гелиоцентрическая система не есть легкомысленная или только удобная гипотеза, как выставлял ее Осиандр, а является единственной теорией, способной вывести науку из тех затруднений, которых не преодолели великие предшественники Коперника.

В десятой главе первой книги своего труда Коперник сразу смещает Землю с ее центральной мировой позиции; он в центре мира ставит Солнце, а Землю превращает в шаровидное тело, двигающееся вокруг «светоча мира — Солнца». Это нарушение вековых традиций было уже подлинно революционным актом, подлинной революцией в астрономии.

Однако, и последняя, одиннадцатая, глава первой книги «Об обращениях» имела громадное культурно-историческое, а в то далекое от нас время и революционное значение. Она озаглавлена: «Доказательство троякого движения Земли». В ней Коперник очень подробно рассматривает влияние годичного движения на долготу дня и на смену времен года. Свои рассуждения он иллюстрирует двумя чертежами, которые теперь вошли во все школьные учебники физической географии и начальной астрономии.

Коперник объясняет смену времен года тем, что земная ось все время движется параллельно самой себе в пространстве, т. е. сохраняет один и тот же наклон в течение всего годичного обращения Земли вокруг Солнца. Это объяснение впервые предложено было Коперником. Этим он оказал громадную услугу не только астрономии, но и физической географии, метеорологии и геофизике.

В той же главе Коперник точно поясняет, какие движения Земли он допускает. Первое из этих движений есть вращательное (вокруг оси); оно совершается, — говорит Коперник, — с запада на восток и служит причиной дня и ночи. Второе движение — годовое; оно, — поясняет Коперник, — принадлежит центру Земли и совершается тоже с запада на восток.

Казалось бы, что этих двух движений уже достаточно для полного объяснения основных астрономических фактов. Однако, Коперник вводит еще третье движение. Как мы видели, для объяснения времен года Коперник принимает, что земная ось при движении Земли перемещается параллельно самой себе.

Для нас эта неизменность направления земной оси не требует участия никаких новых сил. Для Коперника же, которому законы движения тел были, как мы не раз указывали, неизвестны, это было не так: сама ось в своем «естественном» движении должна была описывать, вращаясь вокруг Солнца, коническую поверхность. Чтобы объяснить сохранение направления земной оси, Коперник и вводил «третье» движение, «компенсирующее» уклонение оси от ее первоначального направления.

Мы не будем, конечно, излагать содержания всего огромного труда Коперника, да это и не нужно, так как читателям стали уже ясны отличия системы Коперника от прежних геоцентрических систем Пифагора, Евдокса, Аристотеля и Птолемея. Но о некоторых результатах, полученных Коперником в его гениальном труде, мы все же скажем, и даже с некоторыми подробностями, имеющими весьма важное значение.

Прежде всего мы напомним читателям, что Коперник сохранил эпициклы старой теории Птолемея и эксцентрики Гиппарха. На рисунке дано изображение плана солнечной системы по Копернику (из первого издания «De Revolutionibus»). Но на этом рисунке, фигурирующем теперь неизменно во всех учебниках и популярных книгах по астрономии, эпициклы не изображены. Распространено заблуждение, что Коперник в своей книге отбросил все эпициклы прежних теорий. Это, однако, неверно: чтобы читатели хорошо себе уяснили указанное обстоятельство, мы даем здесь рисунок, поясняющий движение Земли вокруг Солнца в системе Коперника.

На этом рисунке в точке S находится Солнце; вокруг него по кругу с запада на восток обращается точка А примерно в 53000 лет, в то время как точка В — центр орбиты Земли Т, обращающейся по кругу с радиусом, равным ВТ, — в свою очередь двигается по кругу 1234 вокруг точки A, но в противоположном направлении (как и указано стрелкой), совершая полный оборот в 3434 года. Таким образом, Солнце у Коперника стоит не в центре круговой орбиты Земли, а «сбоку» от этого центра.

Подобные же построения Коперник применяет и для других планет. Они были ему необходимы для того, чтобы объяснить сравнительно небольшие расхождения между данными наблюдении и теми результатами, которые могла дать общая теория Коперника, не осложненная добавочными кругами. Дело в том, что Коперник искал орбиту Земли в виде некоторого круга. На самом же деле, как мы знаем после работ Кеплера, орбиты Земли и других планет являются не круговыми, а эллиптическими. Правда, эллипсы эти мало отличаются от окружностей, но все же это отличие сказывается на характере видимого движения планет. Вот почему Коперник не мог ограничиться введением для каждой планеты одного кругового движения. Можно поставить вопрос, почему он не пошел по тому же пути, по которому, спустя более полувека, пошел Кеплер. На это нужно ответить прежде всего, что и Кеплер не сразу пришел к мысли заменить кривую орбиту эллиптической, а в течение многих лет старался освободиться от «лишних» движений, пользуясь теми же средствами, которыми пользовался и Коперник. Далее нужно принять во внимание, что отказаться от кругового характера движения еще вовсе недостаточно, чтобы притти к заключению, что орбита должна быть именно эллипсом, а не какой-нибудь другой кривой линией. Наконец, даже если бы такая мысль и возникла, то для подтверждения ее нужно было бы располагать таким материалом наблюдений, которого еще не было в эпоху Коперника; не забудем, что Кеплер опирался в своих поисках законов движения планет на превосходные новые наблюдения своего предшественника Тихо Браге.