Владимир Кирсанов - Научная революция XVII века

Догадка Свердлова кажется весьма правдоподобной, но не следует забывать, что от исходной идеи до создания теории, тем более вычислительной теории, имеется огромная дистанция, преодолеть которую смог только гений Коперника. В качестве иллюстрации трудностей, с которыми он столкнулся, остановимся на следующем важном моменте, связанном с определением движения Земли.

Этот пункт, столь важный в теории Коперника, часто ускользает от внимания исследователей, и даже Галилей не понимал, как представлял Коперник движение Земли. Впрочем, пренебрежение Галилея математическими деталями вполне для него характерно. Галилей указывает в «Диалоге», что Земле присущи два движения — движение по окружности вокруг Солнца и вращение вокруг собственной оси. Но в действительности если под движением вокруг Солнца понимать вращение Земли вокруг Солнца, то этих двух движений недостаточно для описания наблюдаемых на Земле явлений, прежде всего смены времен года. Дело в том, что во времена Коперника и Галилея не существовало понятия поступательного движения, т. е. движения твердого тела, в процессе которого любая линия тела переносится параллельно самой себе. Поэтому движение Земли вокруг Солнца могло пониматься только как вращение.

Согласно теории Коперника. Земля участвует в трех вращениях: вращении центра Земли вокруг Солнца в плоскости эклиптики; вращении Земли вокруг оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики и проходящей через ее центр — это вращение Коперник назвал деклинационным, и, наконец, вращении Земли вокруг собственной оси, перпендикулярной к плоскости земного экватора, составляющей неизменный угол с плоскостью эклиптики. Вращение вокруг Солнца и деклинационное вращение имеют одинаковый период и противоположные направления, они составляют то, что мы сегодня называем парой вращений. В первой половине XIX в. было установлено, что пара вращений эквивалентна поступательному движению. Всего этого Коперник в свое время, конечно, знать не мог, и достойно удивления, что тем не менее он смог представить математически адекватное описание движения Земли.

В построении своей теории Коперник столкнулся и со многими другими трудностями, обсуждение которых не входит в задачу этой книги. Следует только отметить, что в результате он вынужден был сохранить эпициклы для движения планет, а также сохранить эквант, так что истинный центр круговых орбит получался несколько смещенным относительно Солнца.

Коперник вполне сознавал революционное значение своего труда. Именно поэтому он столь долго не решался обнародовать свои воззрения и сделал это лишь на пороге смерти, уступив настойчивым просьбам своих друзей, в первую очередь увещеваниям Ретика и вармийского епископа Тидемана Гизе. В 1543 г. только что отпечатанный экземпляр книги был принесен умирающему астроному. На титульном листе значилось: «О вращении небесных сфер, шесть книг Николая Коперника Торунского». Книга содержала развернутое изложение системы мироздания, основанное на принципах, сформулированных еще в «Малом комментарии». Значение этого события состояло в том, что отныне научное мировоззрение обрело твердую и плодотворную почву, па которой впоследствии смогло возникнуть все здание современной науки.

Альберт Эйнштейн, говоря о критериях выбора научной теории, подчеркивал, что истинная теория должна обладать двумя качествами: внешним оправданием, т. е. соответствием эксперименту, и внутренним совершенством, т. е. простотой и логической стройностью. Теория Птолемея удовлетворяла первому критерию, но не удовлетворяла второму.

Система Коперника была первой теорией, обладавшей обоими необходимыми качествами.

Чрезвычайно важной чертой теории Коперника было то обстоятельство, что в ней неявно присутствовала мысль, что небесными и земными явлениями управляют одни и те же законы. Эта идея была руководящей и для Кеплера, и для Галилея в их стремлении выяснить универсальные закономерности в природе. С другой стороны, теория Коперника не могла полностью отказаться от представлений аристотелевской физики — орбиты считались круговыми и планеты совершали по ним равномерные движения.

Не в меньшей степени астрономия нуждалась в усовершенствовании наблюдений — в экспериментальном базисе совершенно нового качества, который единственно и мог быть взят за действительную основу новой науки о Вселенной. Пальма первенства в выполнении этой задачи принадлежит датчанину Тихо Браге, который довел до предела совершенства инструментарий дотелескопической астрономии, а его многолетние и регулярные наблюдения звездного неба позволили в дальнейшем Кеплеру установить математические законы движения планет.

В лице Тихо Браге мы сталкиваемся (уже который раз!) с человеком удивительной судьбы и удивительных качеств. Его отец Отто Браге принадлежал к старинному и богатому дворянскому роду, был членом тайного совета королевства, а затем комендантом королевского замка в Гельсинборге — этот замок смотрит через пролив Зунд на гамлетовский Эльсинор. Тюге (Тихо — его латинизированное имя) был вторым ребенком в многодетной семье коменданта, он родился 14 декабря 1546 г. на юге Дании, в родовом поместье Кнудструп. И почти сразу же после рождения начались приключения. Дело в том, что у Отто был брат Йерген, занимавший еще более высокое положение при дворе — он был вице-адмиралом датского флота. В отличие от отца Тихо, имевшего пять дочерей и пять сыновей, он всю жизнь оставался бездетным. Вскоре после рождения Тихо Йерген выкрадывает ребенка у брата, прячет от законных родителей и начинает его воспитывать как своего приемного сына. Взбешенный Отто требует вернуть Тихо и в случае отказа угрожает своему брату смертью, но вскоре, после рождения второго сына (третьего ребенка), успокаивается и соглашается, чтобы Тихо воспитывался Йергеном как его приемный сын и наследник.

О детстве Тихо почти ничего не известно, однако вполне вероятно, что в семье дяди, где он был единственным ребенком, он получал больше внимания, чем оставаясь в многодетной семье своих родителей. Во всяком случае, он получил хорошее домашнее образование, в частности настолько изучил классическую литературу, что мог свободно писать стихи по-латыни.

Двенадцатилетним юношей Тихо поступил в 1559 г. в Копенгагенский университет и после окончания обычного тривиума начал знакомиться с математикой Евклида и астрономией Птолемея. Ему не было еще и 14 лет, когда предсказание солнечного затмения 21 августа 1560 г. настолько поразило его воображение, что с тех пор интерес к астрономии возобладал надо всеми остальными пристрастиями и занятиями. Один из первых биографов Тихо французский философ Пьер Гассенди писал, что Тихо «казалось чем-то божественным, что люди знают движение небесных тел столь точно, что могут заблаговременно предсказывать их места и взаимные положения». Тихо начинает усиленно заниматься астрономией, знакомится с «Эфемеридами» Стадиуса и «Прусскими таблицами» положений планет, составленными в 1551 г. немецким математиком Эразмом Рейнгольдом, другом и коллегой Ретика по Виттенбергскому университету.