Владимир Кирсанов - Научная революция XVII века

Для такого человека, как Кеплер, с его темпераментом, страстью к познанию и творческой энергией невозможно было довольствоваться преподаванием риторики и составлением календарей. Воспоминания о Тюбингене не давали ему покоя, и главной мыслью в этих воспоминаниях была глубоко запавшая в душу идея о превосходстве системы Коперника над системой Птолемея. Вот как он сам описывает свое состояние:

«Наконец, в 1595 г. в Граце, когда у меня был перерыв в лекциях, я принялся за эту задачу со всей энергией своего ума. И прежде всего меня занимали три вещи, причину которых я пытался, отыскать — число, размеры и движения небесных тел, а также то, почему они являются таковыми, а не какими-нибудь другими.

Почти все лето прошло попусту в изнурительном труде. Наконец, в результате самого пустяшного случая я приблизился к истине. Я думаю, что Божественное Провидение вмешалось, чтобы по счастью смог найти то, чего не мог получить своими собственными усилиями. Я верю в это все больше и больше, потому что я постоянно молил Бога, чтобы ниспослал мне удачу, если то, что говорил Коперник, справедливо. И это случилось 19 июля 1595 г., когда я в классе рассказывал о том, что великие конъюнкции Сатурна и Юпитера происходят последовательно через каждые восемь знаков Зодиака и как они постепенно переходят от одной тройки к другой, я вписал в круг множество треугольников (или квазитреугольников), где конец одного треугольника был началом следующего. В результате обозначился меньший круг, образованный точками, где стороны треугольников образовывали пересечения» {1, с. 9; 7}.

Относительные размеры получившихся кругов внезапно показались Кеплеру такими же, как у Сатурна и Юпитера, и это дало толчок дальнейшим аналогиям:

«И тогда снова мне пришло в голову: зачем мы рисуем плоские фигуры для трехмерных орбит? Вот тут-то читатель, и заключается открытие и вся суть этой маленькой книжки! В память об этом событии, я изложу его здесь для тебя: орбита Земли есть мера всех вещей; опиши вокруг нее додекаэдр, и круг, содержащий его, будет Марсом (т. е. это будет орбита Марса); опиши вокруг Марса тетраэдр, и круг, содержащий его, будет Юпитером; опиши вокруг Юпитера куб, и круг, содержащий его, будет Сатурном. Теперь впиши в орбиту Земли икосаэдр, круг содержащий его, будет Венерой; впиши внутри Венеры октаэдр, и круг, содержащий его, будет Меркурием. Теперь ты знаешь число планет».

Со времен Платона было известно, что существует всего пять правильных многогранников — тетраэдр (четырехгранник), куб (шестигранник), октаэдр (восьмигранник), додекаэдр (двенадцатигранник) и икосаэдр (двадцатигранник). С другой стороны, во времена Кеплера было известно только шесть планет (Уран был открыт лишь в конце XVIII в., Нептун — в XIX в., а Плутон — только в XX в.). Шесть планет определяют пять промежутков, которые, в свою очередь, соответствуют пяти правильным многогранникам.

«Это было удачей и успешным завершением моих трудов. И насколько сильна была моя радость от этого открытия, невозможно выразить словами. Я более не сожалел о потерянном времени. Дни и ночи я проводил за расчетами, чтобы убедиться в том, находятся ли коперниканские орбиты в соответствии с моим предположением, или же моя радость должна исчезнуть, как облачко. В течение нескольких дней все было сделано, и я следил за тем, как одно за другим небесное тело попадало в точно предназначенное ему место среди других планет».

Можно только удивляться тому, насколько поразительным было совпадение вычислений Кеплера с данными Коперника. Выше дана таблица, в которой дается сравнение тех и других результатов.

Из сравнения данных Кеплера и Коперника видно, что совпадение достаточно хорошее, лишь в двух случаях расхождение заметно. Но Кеплера это отнюдь не обескуражило. Чтобы получить соответствие в случае Меркурия, он решил вписывать сферу не в октаэдр, а в квадрат, являющийся сечением этого октаэдра. Тогда вместо нежелательного числа 577 получается вполне приемлемое 707 и во всех случаях, кроме Юпитера, расхождение не превышает 5 %. А что касается Юпитера, то, по мнению Кеплера, «на таком большом расстоянии никто не должен удивляться» ошибке.

Все эти соображения Кеплер изложил в небольшой книге; она вышла в 1596 г. в Тюбингене под названием, которое само по себе замечательно: «Предвестник космографических сочинений, содержащий Космографическую тайну относительно удивительных отношений между Небесными Орбитами, а также истинные и должные основания для их Числа, Величины и Периодических Движений». Эту книгу принято рассматривать как занимательное заблуждение гения на пути к действительно важным и ценным научным результатам. Однако на самом деле все обстояло гораздо сложнее. «Космографическая тайна» была для Кеплера необходимым этапом на пути к его знаменитым законам, и он сам не только никогда не сознавал ее ошибочность, но, напротив, считал, что все его последующие достижения (и, в частности, третий закон) являются неоспоримым доказательством правильности идей, высказанных им в своей первой книге.

В отличие от ученых итальянских академий, которые в своей деятельности были нацелены на скрупулезное исследование частных проблем и были настроены, вообще говоря, критически по отношению к спекуляциям относительно глобальных принципов мироздания, Кеплер черпал свое вдохновение из убеждения, что существует именно некий глобальный принцип, познав который только и возможно понять и осмыслить законы природы. В то время как Галилей писал: «Я предпочитаю найти истину, хотя бы и в незначительных вещах, нежели долго спорить о величайших вопросах, не достигая никакой истины» {4, с. 738; 9}. Кеплер не мыслил себе возможности проникновения в тайны природы иначе, чем посредством выяснения фундаментальных законов мироздания: он пытается сконструировать machina mundi наподобие той, что описана Грегором Рейшем в энциклопедическом компендиуме XVI в. «Margarita Philosophica».

Он пишет: «Моя цель состоит в том, чтобы показать, что небесная машина должна быть похожа не на божественный организм, а скорее, на часовой механизм… поскольку почти все разнообразные движения вызываются с помощью одной-единственной и весьма простой магнитной силы, так же как и в случае часового механизма, когда все движения вызываются простым грузом. Более того, я показываю, каким образом физическая концепция должна быть представлена посредством вычислений и геометрии» {5, с. 228; 7}. Эти слова написаны спустя почти десять лет после выхода в свет «Космографической тайны», но мысль, высказанная Кеплером, отражает суть его исследовательской программы, которая не изменялась в течение всей его жизни.