Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона

На портрете Тихо Браге всякий заметит какую-то уродливость. Во время своего второго путешествия по Германии он поссорился с одним из соотечественников из-за геометрической теоремы. За ссорой последовала дуэль, на которой астроном лишился большей части своего носа. А Марс еще задолго до этого предвещал ему потерю носа, как же не верить в гороскопы. Браге заказал себе восковой нос, и его-то живописец нарисовал со всей верностью.

Несмотря на приверженность астрологии, — даже перед тем, как начать наблюдения, он обязательно облачался в астрологическую мантию, — он обладал острой научной проницательностью. Если Аристотель ошибся в отношении звезд, так, может быть, он заблуждался и в размышлениях о кометах? Аристотель утверждал, что кометы, как и северное сияние полярных небес, находятся в верхней области воздуха. Между тем Браге знал арабское предположение, что «кометы принадлежат не воздуху, а небесам». Для проверки, кто прав, очень кстати появилась комета 1577 года, настолько яркая, что она была видна даже днем.

Наблюдения из одного места ничего дать не могли (то, что кометы движутся относительно звезд, было очевидно и так), но Тихо Браге сравнил видимые положения кометы, какими они были запечатлены в Вене, с одновременными наблюдениями, проводившимися в других европейских странах. Положение Луны относительно звезд заметно разнилось для двух обсерваторий, разделенных расстоянием в несколько сотен километров, но в положении кометы никакого различия не обнаружилось, из чего следовало, что она находится далеко по ту сторону Луны.

Более благочестивые астрономы стали спорить, но Тихо Браге столь тщательно вел все наблюдения, что ошибиться не мог. Так было развеяно еще одно заблуждение Аристотеля.

Более двадцати лет (с 1576 до 1597) Браге производил наблюдения в Ураниенбурге. Затем Фридрих II умер, четыре советника правили государством при малолетнем его наследнике Христиане IV; с одним из них у астронома были натянутые отношения, и враги воспользовались этим случаем, чтобы его выжить. Сначала он отправился в Копенгаген, а затем в Росток. В 1599 году по приглашению императора Рудольфа прибыл в Прагу в качестве императорского астронома, астролога и алхимика. Здесь он получил хорошее денежное содержание, дом в Праге, замок близ города для научных занятий и — что всего важнее, — нашел ассистента в лице молодого астронома Кеплера. Ему не удалось, однако, долго поработать на новом поприще: он умер 24 октября 1601 года.

Тихо Браге убедился в несостоятельности птоломеевой системы, и вследствие этого обратил особое внимание на планету Марс, путь которой всего менее согласуется с эксцентрическим кругом. Он вполне сознавал простоту и ясность, с которой система Коперника распутывала сложность планетных движений. Допускал даже, что это наиболее удобная гипотеза для вычислений, и не скупился на похвалы великому астроному. Но он не был готов признать, что эта система соответствует фактическому положению вещей, потому что никак не мог представить себе движение Земли!

Против теории движения земли Тихо Браге приводит следующие возражения:

1) Непонятно, каким образом при вращении Земли камень, брошенный с высокой башни, может упасть у ее подножья. Это возражение весьма веское, ведь закон инерции был неизвестен. Коперник пытался опровергнуть подобные доводы допущением, что всем земным телам присуще совместно с Землей круговое движение.

2) Земля — большое, тяжелое, неприспособленное для движения тело, которому невозможно кружить по воздуху наподобие звезды. Упомянутый уже Ротман в ответ на это возражал, что по наблюдениям самого Браге Солнце в 140 раз, Юпитер в 14, Сатурн в 22 раза больше Земли и потому еще менее пригодны для вращения. Но Браге, определив размеры светил, очевидно, не думал об их тяжести.

3) Если земля пробегает такое огромное пространство, то неподвижные звезды должны изменять свое кажущееся положение. Коперник, предвидя это возражение, наперед опроверг его указанием на громадность расстояния до неподвижных звезд.

4) Нельзя указать силы, которая поддерживала бы параллельность земной оси при ее перемещении — довод весьма веский, как уже было отмечено выше.

5) Библия в книге Иисуса Навина, 10, 12, прямо опровергает учение о движении Земли: «Солнце, остановись в Гидеоне!».

Последний аргумент, по-видимому, окончательно убедил Тихо Браге в несостоятельности системы Коперника. Он придумал промежуточную систему, согласно которой, как и у Птоломея, Земля находится в покое, а Солнце и Луна вращаются около нее; прочие же планеты двигаются вокруг солнца, как у Коперника.

По мысли Тихо Браге, комета 1577 года двигалась по орбите вокруг Солнца, а само Солнце — вокруг Земли. Попытка примирить таким образом системы Птоломея и Коперника не удалась.

Итак, Тихо Браге отверг систему Птоломея, но и не перешел на сторону Коперника. Благодаря славе и уважению, которыми он пользовался, его система стала вскоре общеизвестной, и после него никто уже не решался отстаивать теорию Птоломея. Приходилось выбирать между половинчатой и цельной гелиоцентрическими системами. Всякий, чья совесть смущалась неподвижностью Солнца, или кто из страха перед церковью чуждался крайней революционности системы Коперника, с легким сердцем присоединялся к геогелиоцентрической системе Тихо Браге.

И только собственный его ассистент — Иоганн Кеплер, не мог согласиться с нею.

Иоганн Кеплер

Во многих отношениях Кеплер не принадлежал к числу ученых Нового времени. Ему казалось, что система мира должна основываться на математических отношениях, полных таинственной гармонии и еще никем не отысканных. А вся важность законов Кеплера стала понятной только по прошествии 60 лет, когда Ньютон сделал из них выводы, приведшие его к установлению законов тяготения.

Однако ученые высоко ценили труды немецкого астронома уже при его жизни; открытия Кеплера были самыми важными из всех, сделанных в XVII веке как по огромности потраченного на них труда, так и по значению выводов, которые можно было из них сделать.

Иоганн Кеплер родился 27 декабря 1571 года в селе, находившемся недалеко от императорского города Вейля (в Швабии). Его отец, Генрих Кеплер, был сыном бургомистра этого города и считал себя дворянином, потому что один из Кеплеров был произведен в рыцари при императоре Сигизмунде. Его мать, Катерина Гульденман, дочь трактирщика, была женщина без всякого образования; она не умела ни читать, ни писать, и провела свое детство у тетки, которую сожгли за колдовство.

В восемнадцать лет Кеплер поступил в тюбингемскую семинарию и содержался там на казенный счет. Но при экзамене на степень бакалавра его не признали отличнейшим, и этому были причины: еще сидя на школьной скамье, он принимал деятельное участие в протестантских теологических спорах, и было решено, что он не достоин духовного звания.

Он был воспитан на счет герцога Вюртембергского и принял первую предложенную ему должность, а предложили ему преподавать математику и нравственную философию в Греце.

Согласно средневековой схеме Вселенной, феодальная иерархия церкви и государства ярко блистала на небе, где Солнце было монархом, а планеты — знатными вассалами, довольно непокорными и потенциально всегда готовыми к мятежам. Ангелы и бароны, орлы и мухи, деревья и травы, драгоценные камни и глина — все имели свое место в иерархии, завершавшейся Богом, и ангелы по нисходящей степени важности заведовали неподвижными звездами и планетами. Говоря «по научному», Земля была центром Вселенной, а Луна, Солнце и пять известных планет — совершенными небесными телами, прикрепленными каждое к собственной небесной хрустальной сфере. Сферы были вложены одна в другую, точно русские матрешки, и восьмая сфера несла все «неподвижные» звезды.

Шекспир влагает в уста своего Улисса такое объяснение:

На небесах планеты и Земля
Законы подчиненья соблюдают,
Имеют центр, и ранг, и старшинство,
Обычай и порядок постоянный.

И так далее. Сомневаться в таком порядке было весьма опасно; когда Шекспир писал «Троила и Крессиду», в Риме сожгли на костре Джордано Бруно.

В 1600 году в Штирии начались религиозные гонения, и все профессора из числа протестантов были выгнаны из Греца, в том числе и Кеплер. Но на его счастье Тихо Браге вызвал его в Прагу в качестве своего помощника. Место, по-видимому, было выгодное, но вскоре по приезде своем Кеплер писал:

«Все здесь неверно; Тихо такой человек, с которым нельзя жить, не потерпев жестоких оскорблений. Содержание обещано блестящее, но касса пуста и жалованье не дают».

Жена Кеплер выпрашивала у Тихо Браге жалованье своего мужа по флоринам. Через год Браге умер, и Кеплер оказался вместо него придворным астрономом с жалованьем 1500 флоринов, которое опять не выдавали. Кеплер писал:

«Я теряю время при дверях казначейства; напрасно стою перед ними, как нищий».

Одно обстоятельство утешало Кеплера в его стесненном состоянии: он свободно распоряжался оставшимися наблюдениями Тихо Браге и искал в них тайны движения планет.

По смерти императора Рудольфа его преемник, Матвей, вызвал Кеплера на сейм в Регенсбург (1613), где обсуждалось исправление календаря, который протестанты отвергли из ненависти к папизму. Хотя Кеплер принадлежал к свите императора, но для пропитания своего вынужден был издавать календарики с