Путешествие 3

С распадом античных государств астрономия в течение многих веков пребывала в абсолютном застое. Но вот в средние века в астрономии снова начала набирать силу астрология, математика погрузилась в числовую мистику, а всесильная философия в своем извечном споре между материализмом и идеализмом встала на защиту религии. Отцы церкви решительно ополчились против идеи о шарообразности Земли, а различные варианты птолемеевой системы мира почитались как общепризнанная картина мироздания. Бог изображался как творец неба и земли, витающий над плоским земным диском – местом обитания людей. В раннем средневековье только арабские ученые халиф Аль-Мамун и Салм внесли ценный вклад в развитие астрономии.
Толчком для нового подъема астрономии послужило обнаруженное расхождение между действительными положениями звезд на небе и вычисленными по теории Птолемея. Со временем эти несоответствия стали вызывать большую неудовлетворенность, поскольку точные положения звезд имели практическое значение для развития морской торговли. Когда в 1473 г. родился Коперник, в мире начали происходить значительные изменения. Казавшиеся столь незыблемыми устои феодального строя трещали по швам. «Свежий ветер» чувствовался повсюду.
С каждой новой попыткой навести прядок в наблюдаемых отклонениях положений планет, сомнения в геоцентрической системе все усиливались. В различных центрах научной жизни эпохи Возрождения возникали сомнения и новые идеи. Человек, которому в широком потоке смятения удалось, наконец, создать стройную законченную гелиоцентрическую картину мира, основываясь на достижениях античной астрономии, родился 19 февраля 1473 г. в польском городе Торуне в семье богатого купца. Николай Коперник был младшим из четверых детей. Отец Коперника умер, когда мальчику было 10 лет. Дядя Николая Лукаш Ванченроде взял его на воспитание. Ванченроде был весьма образованным человеком и намеревался дать племяннику хорошее образование. С этой целью он послал своего воспитанника в Краковский университет заниматься изучением канонического права. Хотя обучение Коперника касалось юриспруденции и медицины, он много занимался философскими и естественнонаучными проблемами. Основная мысль первой работы Коперника «Малый комментарий» состояла в утверждении центрального положения Солнца в «системе мира». Коперник обосновывал это радикальное изменение в воззрениях на строение мира все более отчетливо выступающими недостатками и противоречиями птолемеевой системы. «…Я стал часто задумываться над тем, нельзя ли найти более разумный способ расположения кругов…, – писал Коперник, – Я взялся за задачу, которая выглядела весьма трудной и едва ли разрешимой, но оказалось, в конце концов, что ее можно решить совершенно иными путями, чем можно предполагать заранее. Нужно было только … взять за основу несколько принципов». Далее Коперник излагал положения, в корне отличные от прежних представлений:

1. круги, по которым движутся небесные тела, не являются концентрическими;
2. центр Земли не есть центр мира, а только центр лунной орбиты;
3. орбиты всех небесных тел проходят вокруг Солнца;
4. сфера неподвижных звезд находится так далеко, что размеры планетной системы по сравнению с ней пренебрежимо малы;
5. не Солнце движется вокруг Земли, а, напротив, Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;
6. не сфера неподвижных звезд обращается за 24 часа вокруг Земли, а Земля за это время совершает поворот вокруг своей оси;
7. планеты движутся не вокруг Земли, а вокруг Солнца. Наблюдаемые движения планет есть результат их истинного движения вокруг Солнца, равно как и движения Земли вокруг Солнца.

Гелиоцентрическая система мира по Копернику

Коперник, конечно, понимал, что это лишь первый набросок, и его отнюдь недостаточно, чтобы свалить систему, господствующую около 1000 лет и поддерживаемую властями. Чтобы гелиоцентрическая система убедительно опровергла геоцентрическую, она должна быть обоснована математически, прежде всего путем точного предварительного вычисления положения планет. И Коперник приступил к кропотливой работе. С помощью самодельного инструмента он следил за движением планет на небесной сфере, затем обрабатывая результаты математически.
В то время кроме исследований, Коперник должен был вести большую работу по делам соборного капитула города Вармия. Он вынужден был интенсивно заниматься выяснением проблемы обесценивания денег. В 1520 г. его назначают комендантом Ольштына, где он занимается проблемами защиты города от Тевтонского ордена. Удивительно, как при своей огромной занятости церковными и государственными делами, Коперник смог предпринять глубокий и основательный анализ картины мира, вылившийся в конце концов в величайшее сочинение – одно их тех немногих произведений, которые поистине делают целую эпоху в истории. Неизвестно точно, когда был закончен этот труд. Предположительно, это произведение, состоящее из шести томов, было создано в период 1529-1532 гг. Наверх

В 1533 г. папа Климент VII положительно отозвался о новой системе. Произведение возбудило огромнейший интерес. Это и понятно: проблема календаря давно вызывала серьезную озабоченность церкви. Старый Юлианский календарь, введенный еще во времена Юлия Цезаря, отставал от хода Солнца к тому времени уже на 10 суток. Еще в 1513 г. Копернику было поручено принять участие в реформе календаря. Если каждая новая попытка привести звезды «в порядок» интересовала церковь лишь только с точки зрения усовершенствования календаря, то для Коперника дело обстояло иначе. Для него было важно не только построение ясной и простой картины мира, но и свободное от противоречий объяснение всех наблюдаемых небесных явлений.
Однако прошли годы, прежде чем произведение Коперника увидело свет. В то время, когда книга прибыла из Нюрнберга, где вышло первое издание, во Фромборк, где Коперник служил каноником, он уже был тяжело болен. Умер Коперник 4 мая 1543 г. Но его книга, получившая название «Об обращениях небесных сфер» (De revolutionibus orbitum coclestium), продолжала оказывать свое воздействие. Она содержала революционную программу, которая легла в основу астрономии на новом этапе ее развития. Значение разработанной Коперником гелиоцентрической системы далеко выходит за рамки астрономии и имеет своим следствием революционизацию всего естественнонаучного мышления. Великий труд «тихого революционера» из Фромброка начал свой долгий путь сквозь времена и земли.
Вскоре в Европе было воздвигнуто первое сооружение, предназначенное для астрономических наблюдений. В 1576 г. на острове Вен был заложен фундамент одной из самых известных обсерваторий всех времен. Ураниборг – так назвал датский любитель астрономии Тихо Браге эту цитадель наблюдательной астрономии. Датский король Фридрих II чтобы обеспечить себе «бессмертное имя», поддержал научные устремления молодого астронома. Тогда исследователей звезд занимало новое событие в небе. Этим событием явилась комета 1577 г. Тихо Браге сравнивал свои наблюдения с данными других исследователей. Анализ движения комет, выполненный Браге, имел немаловажное последствие: он открыл путь представления о планетах, как о свободно перемещающихся телах.
Браге был, прежде всего, наблюдателем. С одной стороны, он располагал превосходными для той поры инструментами, а с другой – обладал непревзойденным искусством наблюдателя. Точность его наблюдений поражает. Наблюдение Солнца позволило Браге с большой точностью измерить продолжительность тропического года: она оказалась равной 365 суткам 5 ч 48 мин 45 с. Это лишь на секунду отличается от современных данных. Но наиболее важны его исследования планет. Им Браге уделял особое влияние.
И тем не менее Браге не был сторонником картины мира, созданной Коперником. Однако из неприятия учения Коперника отнюдь не вытекало признание Браге птолемеевой системы мира. Ему, искусному наблюдателю, были отчетливо видны недостатки старого учения. Тогда Браге разрабатывает свою, компромиссную, систему, она содержала элементы обеих систем и, по мнению, Браге, лучше отражала действительность. Наверх

Как же выглядела эта система? В центре, как и у Птолемея, была Земля. Она одновременно служила и центром, вокруг которого двигались Солнце и Луна. Тем не менее, другие планеты у Браге вращались вокруг Солнца, как у Коперника. Центром сферы из неподвижных звезд опять же была Земля. Компромиссную систему Браге лучше сравнивать с чисто умозрительными представлениями о Вселенной Евдокса или Аристотеля, чем с математически отработанными гипотезами Птолемея и Коперника. Браге понимал, что его система не обоснована теоретически, но ему не под силу справиться со столь сложной задачей.
Иоганн Кеплер, один из самых значительных исследователей неба всех времен, родился 27 декабря 1571 г. Во время учебы в Вейле, Шварцвальд, Кеплер постоянно раздражал своих учителей критическими высказываниями по спорным вопросам теологии. К этому времени Кеплер уже познакомился с основными положениями системы мира Коперника. Новая концепция строения мира его очаровала с начала с чисто теологической точки зрения. В Солнце, Земле и сфере с неподвижными звездами он увидел отображение Святой Троицы. Но вскоре на смену теологической пришла геометрическая точка зрения. Размышляя о космосе, Кеплер пришел к довольно странной идее: а нет ли связи между количеством известных планет (шесть) и числом правильных евклидовых тел (пять). По существу, это была мысль о геометрическом принципе построения планетной системы. Количество планет, по его мнению, определялось именно тем обстоятельством, что существует пять видов правильных тел, которые могут быть последовательно расположены в шести планетных сферах. Свою идею построения мира Кеплер развивал с завидным упорством и твердой убежденностью в своей правоте. В 25-летнем возрасте Кеплер изложил все свои умозаключения в первом труде «Тайна Вселенной». Кеплер собирался продолжать свои исследования. Он определил свою цель словами: «Двигаться вперед от бытия вещей, которые видит наш взгляд, к причинам их бытия и образования».
Богатство мыслей Кеплера заставило обратить на него внимание Тихо Браге. Он пригласил его в Прагу для совместной работы. Браге надеялся, что гений Кеплера сможет осуществить анализ тех данных, которые он накопил за годы своих наблюдений. 4 февраля 1600 г. в Праге впервые встретились Браге и Кеплер. Однако их совместная работа вряд ли была приятной. Браге был весьма властолюбивым и быстро приходил в ярость, что порой делало жизнь и работу впечатлительного Кеплера просто невыносимой. Такая работа продолжалась неполных два года, вплоть до 24 октября 1601 г., когда Тихо Браге скончался. Кеплер стал его преемником.
Когда Кеплер занялся изучением материалов Браге, возникли новые проблемы: результаты измерений положения Марса никак не согласовывались с гипотезой круговых орбит – отклонение составляло в среднем 8 минут. Либо орбита Марса не была абсолютно круглой, либо движение планеты происходило не с постоянной угловой скоростью. Возможно, имели место и оба эффекта. После длительных и тщательных вычислений Кеплер сформулировал два закона движения планет, которые расширяли и развивали астрономию Коперника. Кеплер сделал следующий вывод: планета Марс (позднее он доказал это и для других планет) движется по эллиптической орбите, и в одном из фокусов этой орбиты находится Солнце. Кроме того, Кеплер сумел точно охарактеризовать движение планет: планета всегда движется так, что линия, соединяющая Солнце и планету (радиус-вектор), за равные промежутки времени описывает равные площади. Это был огромный шаг вперед по пути познания сути космических явлений. Кеплер одним ударом сокрушил старые догмы: круговую орбиту и равномерность движения планет. Оба закона были изложены в объемистом труде под названием «Новая астрономия», вышедшем в свет малым тиражом в 1609 г.
«Новая астрономия» имела подзаголовок «Физика неба…». В «Новой астрономии» в отличие от «Космографической тайны» планеты уже «не прикрепляются» к сферам, а рассматриваются как тела, свободно движущиеся в пространстве. В «Новой астрономии» Кеплер определяет физику как дисциплину, охватывающую и связывающую в равной мере небо и землю. Наверх

Видеоролик "Система мира по Кеплеру" — 555 Кб

Во времена Кеплера разгорелась ожесточенная борьба между реакционными клерикалами и прогрессивными представителями естествознания. Два современника Кеплера испытали на себе, что значит отстаивать и распространять учение, несовместимое с церковными догматами. Это были Джордано Бруно и Галилео Галилей.
Джордано Бруно (1548-1600) еще в бытность свою монахом-доминиканцем, стал активным приверженцем взглядов Николая Коперника. Его обвинили в ереси, и ему пришлось бежать из монастыря. Бруно исколесил всю Европу, расширял и углублял свои знания в знаменитых университетах. Наиболее четкое выражение прогрессивные взгляды Бруно нашли в его книге «О бесконечности, вселенной и мире» (De l’infinito Universo et Mondi), изданном в 1854 г. в Лондоне. Бруно представлял мир как безграничное пространство, наполненной бесконечным множеством звезд. Солнце, которое, по Копернику, находится в центре мироздания, у Бруно является лишь одним из бесчисленных солнц, и Вселенная не имеет центра. По мнению Бруно, у Вселенной столько же центров, сколько звезд, т.е. бесконечно много. Звезды движутся в пространстве свободно и без помощи устройств типа аристотелевых сфер.
В 1591 г. Бруно прибыл в Венецию, где был схвачен инквизицией и предстал перед судом. Через 2 года его доставили в Рим, где он провел в заключении 7 лет до вынесения приговора – смерть на костре. Но дух его остался несломленным. 17 февраля 1600 г. жестокий приговор был приведен в исполнение – Джордано Бруно умер мучительной смертью в огне костра, разведенного на площади Цветов.
Галилео Галилей (1564-1642) являлся убежденным сторонником системы мира Коперника. Он вел исследования в области механики. Галилей установил закон свободного падения – ныне столь привычный для нас. В начале XVII в. Галилей занялся конструированием зрительных труб. Усовершенствовав свой телескоп, Галилей обратил его к небесам и обнаружил там нечто, имевшее большое значение для развития науки. За короткое время (1604-1610) Галилей сделал много выдающихся открытий. Он открыл горы и долины на Луне, спутники Юпитера, пятна на Солнце. Несомненно, Галилей явился пионером в использовании зрительной трубы для астрономических наблюдений.
Ученые схоласты считали сомнительными знания о природе, полученные от самой природы посредством подозрительного прибора, каким казался им телескоп. По приговору экспертов Священного трибунала учение Коперника, которое проповедовал Галилей, было признано безумным и абсурдным с точки зрения философии и абсолютно еретическим. 3 марта 1616 г. в протоколе заседания трибунала было записано, что математик Галилео Галилей отказался от своего мнения, что Солнце является центром небесной сферы. Примечательно, что этот протокол никем не был подписан, и до сих пор не доказано, что Галилей его признал. Наверх

Источник:

Херрман Д. Открыватели неба. Пер. с нем. А.А. Конопихина, К.Б. Шингаревой. — М.: Мир, 1981. 232 с. с ил.

Иллюстрации:

Коперник — Новая Астрологическая Энциклопедия
Галилей — Отечественные записки
эллипс Кеплера — Переплет
портрет Кеплера — Русская фантастика
Тихо Браге и Ураниборг — Тихо Браге