Г. Гурев - Системы мира (от древних до Ньютона)
XXI. ЗАВЕРШЕНИЕ КОПЕРНИКОВОЙ СИСТЕМЫ
Мы видели, что Коперник дал систему астрономии, по полноте и математической строгости не уступающую системе Птолемея, но всецело отрицающую представление о неподвижности Земли в центре мира. Однако старая система Птолемея была Коперником не разрушена окончательно, а лишь значительно упрощена (по крайней мере с узко практической, вычислительной точки зрения). Ибо идея, что равномерно — круговое движение — самое «естественное» и «совершенное», и что поэтому небесные тела должны двигаться равномерно по кругам, до того вкоренилась в умах ученых и философов, что никто ни разу не подумал о возможной ошибочности и неосновательности такого воззрения. Придерживаясь классического положения, что все движения небесных тел должны объясняться комбинацией «простейших», равномерных и круговых движений, Коперник не мог совершенно отбросить идею эпициклов. Он считал, что отклонения от равномерного кругового движения планет (включая Землю) вокруг Солнца должны объясняться системой эксцентриков и эпициклов. Эти уклонения были, однако, весьма различны для различных планет; например, они очень малы для Венеры, сравнительно велики для Марса и еще более велики для Меркурия. Таблицы, вычисленные Рейнгольдом по Копернику, вскоре стали предсказывать небесные движения с большими погрешностями: в 5° для Марса и даже в 10° для Меркурия. А это, конечно, указывало на то, что некоторые принципы, на которых были построены эти таблицы, ложны, что истинную форму орбит небесных тел еще следует установить.
Таким образом дальнейшим шагом в системе Коперника должно было быть определение непосредственно путем наблюдений путей небесных тел, а для этого нужно было повысить точность наблюдений. Как мы видели, это и было сделано одним из самых замечательных наблюдателей, родившихся через три года после смерти Коперника, а именно— Тихо Браге. К концу жизни последнего в число его сотрудников вступил горячий сторонник гелиоцентрической системы мира, гениальный теоретик астрономии Кеплер, который взялся за разработку многочисленных наблюдений Тихо Браге и в конце концов почувствовал необходимость отказаться ог постулата равномерно — кругового движения.
Иоганн Кеплер родился в 1571 г., т. е. через 28 лет после смерти Коперника, в полуразрушенном сельском домике близ города Вейля (в Вюртенберге). На шестом году жизни мать, совершенно неграмотная женщина, отдала мальчика в школу, но вскоре отец, содержавший трактир, взял его из школы, так как ему нужен был прислужник. Отцу пришлось вскоре закрыть свое заведение и он отправился солдатом на войну, где и пропал без вести, а мать впала в нищету. Мальчик нанялся полевым работником, но вынужден был бросить ее, так как был слаб и не годился к физическому труду. Его удалось пристроить на казенный счет в монастырскую школу, где он проявил замечательное трудолюбие и блестящие способности.
Окончив эту школу, Кеплер поступил в университет с намерением подготовиться к духовному званию. Но вскоре он забросил изучение богословия и стал увлекаться астрономией. Интерес к этой науке особенно усилился у него с тех пор, как (благодаря своему учителю коперниканцу Местлину) он ознакомился с учением Коперника. Уже 23 лет Кеплер получил профессуру и с тех пор все свое время посвятил астрономическим исследованиям, стремясь развить и укрепить гелиоцентрическую систему мира. Но его работа протекала в исключительно тяжелых условиях, вся его жизнь была сплошной цепью различных бедствий.
Фиг. 45. Иоганн Кеплер.
Кеплеру пришлось составлять гороскопы, т. е. заниматься звездочетством, несмотря на то, что он прекрасно знал цену астрологическим гаданиям. Неоднократно подвергался он преследованиям со стороны церкви (как католической, так и протестантской), и это вынуждало его беспрестанно переселяться из города в город, часто без надежды на заработок. Его мать подверглась обвинению в колдовстве, и ему пришлось потратить немало времени и сил, чтобы спасти ее от сожжения на костре. Разразившаяся тридцатилетняя война привела к тому, что он за свою службу нередко ничего не получал, и он с семьей влачил нищенское существование. Кеплер неоднократно жаловался, что он принужден тратить больше времени на исходатайствование следовавших ему по праву денег, чем на научные работы. Дело дошло до того, что он решился отправиться в далекое путешествие, чтобы лично выхлопотать у парламента уплату своего жалованья; большую часть путешествия он совершил верхом и в плохую погоду, и это окончательно подорвало его силы и свело в могилу. Требовались исключительное мужество и необыкновенная любовь к науке, чтобы в таких тяжелых условиях сделать для астрономии то, что сделал Кеплер.
Приступив к обработке оставленного Тихо Браге колоссального наблюдательного материала, Кеплер не только понял, что нужно найти какие‑то другие геометрические законы, на основании которых можно было бы гораздо точнее определять положение планет, но с поразительной настойчивостью и неуклонностью искал эти законы и нашел их. Эти законы справедливо носят название кеплеровских; они раз навсегда отбросили деференты, эксцентрические круги и эпициклы, так что системе Птолемея был нанесен последний, окончательный удар.
Галилей в своем «Диалоге» избегал вопроса о допущении теорией Коперника абсолютно кругового и равномерного движения небесных тел для объяснения данных астрономических наблюдений. Он лишь указывал, что предположение о годовом движении Земли дает простейшее объяснение запутанного видимого движения планет и устраняет то чудовищное и неуклюжее нагромождение деферентов, эксцентриков и эпициклов, при помощи которых Птолемей пытался объяснить запутанные петли в движениях планет. Что же касается тех тонкостей небесных движений, которые вынудили Коперника оставить в своей системе некоторое число птолемеевых эксцентриков и эпициклов, то Галилей считал эго второстепенным в грандиозном учении Коперника.
Галилей отрицал систему Птолемея с ее чрезвычайно запутанным, хаотическим нагромождением различных кругов и очень хотел освободиться от этого нагромождения. Но он не понял, что путь к этому указал его современник и друг Кеплер, опубликовавший еще до выхода «Диалога», две работы, в которых установил свои три закона. Галилей знал об этих законах, но не заметил, что благодаря им новая система мира получила научное, строго математическое обоснование и развитие, так как только эти законы окончательно устранили в новой системе все колеса птолемеевского небесного механизма.
Почему же Галилей игнорировал законы Кеплера, не видел их роли в деле обоснования новой системы мира? Об этом можно судить по следующему замечанию Галилея в 1612 г.: «Не только есть много примеров движения по эпициклам, но и не существует иного рода движения». У него был свой метод борьбы со старым мировоззрением: он стремился разгромить схоластику на ее собственной почве. Вследствие этого он сохранил аристотелевскую «совершенную» форму круга, т. е. в данном случае он оказывался не в состоянии перешагнуть за пределы старого. Галилей однажды заметил: «Я всегда ценил Кеплера за его свободный и благородный ум, но только мой метод философствования совершенно отличен от его».
Кеплер поставил себе задачу: постичь «архитектуру вселенной», выяснить строение солнечной системы, или, как он выразился, «проследить замысел бога при сотворении мира». Когда Кеплер начал свою научную деятельность, в естествознании господствовали пифагорейские и платоновские умозрения, основанные на понятиях числа и меры, и это направление мысли сказалось не только на первом труде Кеплера, но и на всех других его работах. «Были три вещи, — число, величина и движение небесных тел, — относительно которых я с особенным рвением доискивался, почему они таковы, а не иные», — впоследствии сказал он о себе. Ему казалось, что система мира должна основываться на математических отношениях, которые полны таинственной гармонии и еще никем не отысканы, но которые в конце концов могут быть отысканы. Взявшись за отыскание этих гармоний, Кеплер прибегал к самым разнообразным комбинациям фигур и чисел, казавшихся ему способными приблизить его к намеченной цели. Таким образом, под влиянием довольно мистического учения о мировой гармонии, в 1596 г. появилось первое астрономическое сочинение Кеплера «Космографическая тайна», которое было посвящено поискам (как впоследствии показал сам Кеплер, довольно тщетным) простого геометрического отношения между расстояниями планет от Солнца.
Это сочинение Кеплера показало, что он наделен богатой фантазией, что ему присуща склонность к мечтаниям и что ок>не свободен от ряда чисто мистических идей. Однако, из других сочинений этого великого астронома видно, что под их мистической формой нередко скрывается научное содержание. Пылкая фантазия Кеплера обычно шла об руку с творческой изобретательностью, и Галилей не заметил этого обстоятельства. Вся важность законов Кеплера была понята только по истечении 60 лет, когда Ньютон сделал из них выводы, приведшие его к установлению закона всемирного тяготения.
