Николай Коперник

избежавшим инквизиции лишь потому, что успел укрыться от нее за могильной плитою.

Датский астроном Тихо Браге (1546–1601) всю жизнь яростно спорил против доводов Коперника. И когда Иоганн Кеплер, его ученик и помощник, принимался защищать гелиоцентрические идеи, Тихо извлекал из своего арсенала два «неотразимых» аргумента: отсутствие видимого смещения — хотя бы на волосок — звезд восьмой сферы, наблюдаемых с Земли в июне и декабре, то-есть на противоположных сторонах коперниковской великой орбиты диаметром в десятки миллионов миль; отсутствие фаз Меркурия и Венеры. Если бы Земля обращалась вокруг Солнца, обе эти планеты, утверждал Тихо, обязательно показывали бы фазы, подобно Луне.

Кеплер отбивал нападение оружием Коперника: звездного параллакса мы не наблюдаем из-за огромности расстояния до восьмой сферы — необъятная солнечная система сжимается в точку при сравнении ее с расстоянием до неподвижных звезд. Что же касается фаз внутренних планет, то фазы эти должны существовать. Их не видно из-за слабости человеческого зрения. Сам Коперник надеялся, что фазы эти будут открыты когда-нибудь, когда острота нашего зрения каким-либо образом увеличится.

Тихо имел свою собственную теорию планетных движений: пять планет, учил он, обращаются вокруг Солнца, а это последнее со всей свитой, в свою очередь, — вокруг неподвижной Земли с ее спутником Луною. Правда, эта теория была не первой свежести — она уходила корнями в седую древность, ко временам Гераклида. Но зато в такой системе заключено было огромное преимущество: оставалась недвижимой Земля, и значит, не посягали на священное писание. А Тихо Браге был человек религиозный и весьма суеверный.

Астрономические инструменты выстроенного Тихо Браге Уранибурга — Звездного Замка — были, по тем временам, настоящим техническим чудом. Квадранты, секстанты, астролябии Тихо отделяла от скромных планок Коперника целая вечность!

Двадцать лет кряду наблюдал Тихо небо в созданном им храме звездной науки. Он достиг блестящих результатов. Достаточно сказать, что систематические измерения датского астронома велись с точностью в полминуты дуги. А торунец мечтал о десяти минутах! Замечательна, однако, не только неслыханная дотоле точность, но и полнота работ Тихо. Впервые в истории астрономии в наблюдении небесных тел устанавливалась строгая научная система.

Слава Тихо Браге широко распространилась. Со всех концов Европы стекались к нему в Прагу, где он работал последние годы, ученики. Среди них был бедный, вечно больной юноша с подслеповатыми глазами — Иоганн Кеплер (1571–1630).

Трудно представить себе двух ученых, столь не похожих один на другого, как Тихо и Кеплер. Хилый молодой шваб неспособен был физически к сколько-нибудь длительным наблюдениям неба, за которыми датчанин проводил ночи напролет. В то время как Тихо нередко собственными руками создавал свои инструменты, Кеплер не умел ничего соорудить и в практической жизни являл собой образец ни к чему не пригодного человеческого существа.

Но совсем иначе обстояло в области аналитической работы мысли. Тихо не любил и избегал ее, был в ней просто беспомощен, тогда как Кеплер отдавался ей с непостижимым для датчанина упоением. Почти не видя звезд, зная о них главным образом по длинным колонкам чисел, полученных Тихо, Кеплер заглянул сквозь эти цифры в бездонные глубины мироздания и исторгнул у них тайны, о которых до него никто даже не подозревал.

Голова Кеплера устроена была так, что вечно и во всем искала числовых взаимоотношений, взаимозависимостей. Все в мире представлялось ему связанным внутренними математическими закономерностями.

При таких свойствах ума можно было в девяноста девяти случаях делать мучительные и бесплодные усилия, пытаться математически сводить воедино несоединимое. Но в сотом — если только обладаешь гением Кеплера! — открывать глубоко сокрытые истины.

Южный немец Кеплер, уже будучи в университете, где он изучал математику и астрономию, целиком перешел на коперниковскую точку зрения.

Именно Кеплеру принадлежит открытие трех законов, которые подвели твердый фундамент под коперниковскую систему мира и открыли дорогу Ньютону.

Вот как сделаны были эти решающие открытия: Кеплер задался целью найти теорию движения Марса, иначе говоря — подобрать для него орбиту и скорости движения, которые точно соответствовали бы тщательным и систематическим наблюдениям Тихо. Он выбрал Марс потому, что эта планета смещается по небосводу сравнительно быстро и по ней удобнее всего проверять правильность теоретических построений.

Кеплер скоро убедился в том, что ни птолемеевские, ни коперниковские построения не соответствуют подлинным движениям Марса. Он принялся искать новую орбиту и новые скорости движения. При этом Кеплер вначале свято следовал двум канонам Аристотеля: строил идеально круглые орбиты и придавал планете строго равномерные движения. Приходилось, конечно, вводить эксцентры и эпициклы.

Однако то, что способно было «спасать видимость» при грубо приближенных измерениях на небе, стало не соответствовать небесным явлениям, наблюдаемым с точностью, какой добился Тихо Браге.

В этих своих поисках Кеплер проявил неистощимую изобретательность, огромную настойчивость. Ведь поиски числовых комбинаций — это была его сфера! Временами ему казалось, что в хитроумные построения коварная планета попалась, наконец, как зверь в расставленный капкан. Но, продолжая анализ во времени, он убеждался, что кратковременная гармония между истинными движениями Марса и его схемами вскоре нарушалась.

Кеплер блуждал в глубокой тьме нескончаемых колонн цифр, геометрических комбинаций. Семья его голодала, дети умирали от истощения, от нищеты жена потеряла рассудок, мать Кеплера обвинили в колдовстве и готовились пытать расплавленным свинцом, кругом бушевали страсти религиозной войны, а немощный, подверженный припадкам падучей ученый искал орбиту Марса!..

У Кеплера возникла идея — отбросить равномерное движение и заставить Марс то замедлять, то убыстрять свой бег. Кеплер взял окружность — предполагаемую орбиту Марса — и в ней эксцентрическое положение Солнца. Скорость движения Марса по орбите он решил менять в обратной пропорции расстоянию планеты от Солнца. Вследствие этого расстояниям, проходимым Марсом в равные промежутки времени, соответствовали дуги разной длины: чем дальше от эксцентрической точки Солнца, тем — в обратной пропорции — меньше становился отрезок дуги (см. рис. на стр. 390). Соединив концы дуг с эксцентрической точкой, он получил ряд треугольников. Оказалось, что площади всех треугольников равны между собой. Эта находка чрезвычайно обрадовала Кеплера: интуитивно почувствовал он, что ключ в его руках! И действительно, на сей раз он стоял у порога огромного открытия.

Однако радость ученого была недолгой: заставляя Марс двигаться неравномерно по окружности, он пока ничего не добился. Фактические отклонения движения планеты на небе от нового построения были попрежнему огромны.

Сам Кеплер говорит об этом: «Пока я таким образом торжествовал над Марсом и готовил ему, как побежденному, табличное заключение и уравнительно-эксцентрические оковы, что-то мне шептало по временам, что победа недействительна и что война готова возгореться с прежней яростью. Ибо неприятель, оставленный дома в качестве пленника, порвал все стеснявшие его цепи уравнений и вырвался из табличной тюрьмы».

Начались мучительные, нескончаемые поиски, долгие и тягостные вычисления. Даже Кеплером завладело уныние. Затем родилась в его голове мысль отойти от круглой орбиты и принять овальную. Но когда Кеплер ставил Солнце в центр эллипса — на пересечении большой и малой осей, — у него ничего не получалось. К тому же при этом пропадало и равенство площадей треугольников.

В конце концов Кеплер поместил дневное светило в один из фокусов эллипса. Это и было венцом долголетних героических усилии — орбита Марса, а с нею и орбиты остальных планет были определены!

Первый закон Кеплера гласит:

Планеты движутся по эллипсам, в фокусе которых находится Солнце.

Второй закон Кеплера: