Г. Гурев - Системы мира (от древних до Ньютона)

Что же касается среднего расстояния Земли от Солнца, то Коперник на основании вы числений, произведенных по методу, ведущему начало от Аристарха, принял его равный 1197 земным радиусам, тогда как на самом деле оно почти в 20 раз больше. Но если Коперник и не знал настоящих размеров солнечной системы, то относительные расстояния планет он знал уже довольно точно, и это было весьма важным достижением астрономии.

Фиг. 32. Объяснение видимого движения „нижней" (внутренней) планеты по Копернику. Планета движется быстрее Земли Т и движение ее прямее от М" до М"’, обратное от М'" до М" и переходит в стояние у М" и М"'. Она кажется качающейся около Солнца, причем радиус ее орбиты определяет размах этого качания и другие особенности ее видимого движения.

В системе Птолемея порядок распределения планет при их воображаемом движении вокруг Земли не мог быть установлен из наблюдений и был намечен без достаточных оснований, т. е. расстояния планет оставались совершенно неопределенными (было известно лишь расстояние от Земли до Луны). Наоборот, система Коперника представляет собой строго организованное целое, и именно поэтому она сразу выяснила план солнечной системы, определив из наблюдений все расстояния, и тем внесла порядок во все построение. Конечно, Коперник не мог не сознавать вполне ясно, что преимущество своей системы мира и в этом обстоятельстве видел одно из главнейших доказательств правильности этой системы.

Несмотря на все свои значительные преимущества, гелиоцентрическая система Коперника в том виде, как она выразилась в его сочинении, заключала в себе значительные астрономические погрешности. Эти недостатки вызваны были тем, что Коперник не порвал окончательно с аристотелевой физикой, т. е. не критически воспринял целый ряд старых представлений. Но в этом следует обвинять не его самого, а его время, так как тогда физика, механика и другие дисциплины не ушли далеко вперед по сравнению с античной наукой.

Одним из важнейших недостатков системы Коперника было признание не двух родов движения Земли (около о си и около Солнца), а трех, причем третье он называл «движением по склонению». Он считал, что оно совершается в обратном направлении относительно порядка зодиакальных созвездий, т. е. от востока к западу, и служит для объяснения смены времён года, для приведения во всякий момент, оси Земли в положение, параллельное тому, какое эта ось занимала прежде. Вот почему Коперник считал нужным придумать это последнее движение.

Коперник впервые показал, что смена времен года может быть объяснена лишь при условии, когда земная ось при движении вокруг Солнца постоянно остается параллельной себе. Но он не знал механического закона инерции, открытого почти через столетие Галилеем, и поэтому он, подобно другим ученым своего времени, находился под влиянием аристотелевого учения об естественных и насильственных движениях. Согласно этому учению, какое‑нибудь тело может обращаться вокруг другого тела только тогда, когда оно поддерживается каким‑нибудь твердым телом, например, хрустальной сферой, в поверхность которой оно вставлено. В таком случае к центру вращения будет обращена постоянно одна и та же сторона тела при всех положениях; какие, будут принимать соответствующие точки сферы во время ее вращательного движения. Выходит, таким образом, что Земля должна находиться по отношению к Солнцу в таком же положении, как Луна по отношению к Земле, т. е. она должна иметь постоянно одни и те же части обращенными к дневному светилу. Но так как этого нет, то Коперник предположил, что сверх вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Солнца наша Земля наделена третьим движением, благодаря которому она принимает такие постепенные положения, что ось остается постоянно параллельного самой себе.

Таким образом Коперник не знал еще, что два движения Земли (вокруг оси и вокруг Солнца) совершенно незави- с и м ы одно от другого. Эта независимость вытекает из замечательных опытов Галилея над инерцией тел.

В то время как Земля движется вокруг Солнца, ось земная не меняет своего направления и остается параллельной своему прежнему положению в пространстве.

Преемники Коперника довольно скоро заметили эту его ошибку и отбросили третье движение Земли, вследствие чего гелиоцентрическая система мира приняла более простой, более естественный вид.

Фиг. 33. Коперниково объяснение времени года. Рисунок из его книги, показывающий, что ось вращения Земли FH остается во время обращения вокруг Солнца «параллельной самой себе» и сохраняет с плоскостью земной орбиты постоянный наклон. А, В, С, D — центры Земли в начале четырех времен года, т. е. около 23 декабря, 21 марта, 22 июня и 22 сентября.

Трудно было устранить другую астрономическую погрешность системы Коперника, касавшуюся характера движения небесных тел.

Дело в том, что, заменяя своею, гелиоцентрическою системой мира геоцентрическую систему, Коперник все‑таки не только не изгнал еще идеи об эпициклах, лежащей в основе птолемеевой системы, но и сам пытался при помощи эпициклов объяснить наблюдаемые неравномерности в скорости движения планет. Он целиком сохранил положение о равномерном круговом движении планет, которое для него, как и для других астрономов того времени имело еще силу неопровержимой истины.

Как мы видели, Коперник решительно отказался от эпициклов, когда дело шло о разъяснении «второго неравенства», т. е. главных, наиболее загадочных особенностей планетных движений — обратных направлений, стояний и узлов. Однако сделанное Коперником допущение, что Земля движется вокруг Солнца, не дало возможности объяснить «первое неравенство» — неравномерность скорости движения планет. Он не знал, что это неравенство вызвано тем, что планеты (в том числе и Земля) обращаются вокруг Солнца не- по кругам, а по эллипсам, и следовательно представляет собой свойство планетных движений. Он думал, что это только кажущееся явление, порожденное круговым движением светил, и поэтому в его планетную систему вторглась некоторая сложность и запутанность.

Допуская, подобно древним астрономам, что движение планет вокруг Солнца является равномерно — круговым, Коперник должен был давать каждой планетной орбите особый центр. Выходило, что планеты движутся по эксцентрическим орбитам, т. е. Солнце находится не в геометрическом (общем) центре планетных орбит, а «сбоку», в известном расстоянии от этого центра (эксцентриситет земной орбиты Коперник нашел равным 1/30). Однако это допущение оказалось недостаточным для объяснения «первого- неравенства», и поэтому Коперник должен был прибегнуть к помощи теории эпициклов, т. е. рассматривать видимое неравномерное движение каждой планеты вокруг Солнца как результат сложения некоторых равномерных движений. Птолемеева система требовала больших эпициклов для объяснения основных движений («второго неравенства») планет, в соответствии с движением Земли вокруг Солнца, и эти‑то главные эпициклы Коперник отбросил. Но для истолкования неравномерной скорости планетных движений («первого неравенства»), в соответствии с эллиптичностью орбит, он оставил меньшие эпициклы.