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

В упомянутом письме к Мэстлину от 3 октября 1595 года Кеплер говорит: «Мы видим, что Бог сотворил мировые тела в известном числе… до сотворения мира не было никакого числа… число есть принадлежность вещей. Но ни в линии, ни в поверхности нет никакого числа – они представляют бесконечность; поэтому остаются только тела; но неправильные тела нужно отбросить как несвойственные благоустроенному созданию. Таким образом, остаются только шесть тел; шар, или, лучше сказать, внутренность сферы, и пять правильных многогранников. В шаре заключается троица: сферическая поверхность, центр и вместимость; и в мире мы видим небо неподвижных звезд, Солнце и эфир, как в Троице – Сына, Отца и Духа». Правильные многогранники он разделяет на два класса: к первому относит куб, четырехгранник и двенадцатигранник, а ко второму – восьмигранник и двадцатигранник. С первыми тремя имеют соотношение верхние планеты: Сатурн, Юпитер и Марс, а с последними – две нижние: Венера и Меркурий.

Нечего и говорить о том, сколь малонаучными представляются нам приемы Кеплера; но чтобы отнестись к ним несколько снисходительнее, достаточно подумать о том, что многие из наших нынешних приемов через триста лет покажутся, вероятно, еще менее научными в глазах наших потомков. Вслед за тем Кеплер ищет закон, связывающий между собою время обращений планет; но тут оказалось, что при существовании пяти только планет закон отыскать невозможно; тогда он смело допускает две новые планеты: одну между Юпитером и Марсом, а другую между Венерой и Меркурием, забывая уже теперь учение свое о шести правильных телах. На этот раз предположение Кеплера оказалось чистым пророчеством, потому что между Юпитером и Марсом, начиная с первого года нашего столетия по настоящее время, открыто целых триста планет, не видимых простым глазом. Да и кто знает, может быть, существуют также планеты между Венерой и Меркурием. Поместите туда один из этих астероидов в несколько десятков верст в диаметре – разве не трудно было бы открыть его?

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».