Файл: Веселовский, И. Н. Николай Коперник, 1473 - 1543.pdf

построено еще одно здание обсерватории, Стьернеборг — Звездный замок, в котором астрономические приборы для уменьшения влияния ветра и темпера­ туры размещались под землей. Благодаря точным инструментам, хорошей методике измерения, про­ должительности и систематичности наблюдений Тихо Браге произвел настоящее обновление практи­ ческой астрономии, за четверть вока им были на­ коплены ценнейшие данные, так необходимые для дальнейшего развития астрономии.

Однако использовать накопленные им богатства Брахю но смог, так как не смог подняться до вос­ приятия коперниканской гелиоцентрической систе­ мы. Браге исходил из предположения о существова­ нии сферы неподвижных звезд некоторого конечного радиуса, он считал, что если бы Земля вращалась вокруг Солнца, то за полгода ее положение должно было бы измениться на двойное ее расстояние от Солнца, величину, саму по себе весьма значитель­ ную, и при этом должно было бы стать заметным изменение положения неподвижных звезд. В 1589 г. он писал астроному Ротману, что если принять си­ стему Коперника, то «годовое движение Земли долж­ но было бы отодвинуть сферу неподвижных звезд в такую даль, что путь Земли вокруг Солнца стал бы исчезающе мал по сравнению с этим расстоянием. Считаешь ли ты возможным, чтобы расстояние меж­

ния от сферы неподвижных звезд? К тому же это пространство должно быть пустым, лишенным звезд. А между тем так должно быть непременно, если годичный путь Земли, рассматриваемый с неподвиж­ ных звезд, должен составлять по величине только одну минуту. Но ведь тогда и неподвижные звезды третьей величины, видимый диаметр которых также равен минуте, должны были бы иметь размеры зем­ ной орбиты» 3.

Для того времени возражение Браге было весьма серьезным; устранить его удалось не сразу, а как бы•

•Письмо Тихо Браге к астроному К. Ротману 24 ноября 1589 г. См. «Tychonis Brahe Dani Opera Omnia», v. VI, 1919, p. 179,

392

в два этапа. Сначала, после изобретения телескопа, убедились, что «неподвижные звезды» вообще не имеют видимого диаметра и представляются наблюда­ телю как светящиеся точки. Значительно позже, лишь в XIX в., с помощью особо мощных телеско­ пов удалось обнаружить и параллакс звезд, о чем речь будет ниже.

Воспринять учение Коперника Браге мешало и характерное для того времени отсутствие у пего пра­ вильных механических представлений. Если Земля движется, то как же может падать на нее отвесно какое-либо тело?

Однако Браге достаточно явно ощущал и недо­ статки Птолемеевой геоцентрической системы. По­ этому им была разработана «компромиссная» си­ стема, занимавшая промежуточное место между гео­ центрической и гелиоцентрической. По этой системе, Солнце движется по эксцентрической окружности вокруг неподвижной Земли, а планеты обращаются вокруг Солнца. Однако система мира по Браге поч­ ти не нашла сторонников.

Будучи независимым, резким и своенравным чело­ веком, Браге восстановил против себя многих при­ дворных и нового датского короля, что привело к тому, что его лишили средств на содержание обсер­ ватории. Это вынудило его уехать из Ураниборга. Весной 1597 г. он покинул навсегда остров Вен, а затем и датскую землю. Оставшийся без присмот­ ра, Ураниборг был вскоре разрушен, а Браге, про­ жив некоторое время в замке Вандбек близ Гамбур­ га, затем в Дрездене, Виттенберге, с июня 1599 г. становится придворным математиком императора «Священной Римской империи германской нации» Рудольфа II, имевшего резиденцию в Праге. В зам­ ке Бенатек близ Праги, где была устроена новая обсерватория, в феврале 1600 г. произошла встреча Браге с молодым немецким математиком и астроно­ мом Кеплером, которому суждено было,, используя данные наблюдений Браге, внести важный вклад в развитие и распространение коперниканского учения.

Иоганн Кеплер был почти на 100 лет моложе Ко­

393

Ёейле близ Штутгарта. В 1589 г. он nocTynaet В Тюбингенский университет, где через своего учителя Мёстлина знакомится с учением Коперника и уже тогда становится горячим его сторонником. Еще до окончания университета, в 1594 г., его посылают преподавать математику в протестантское училище г. Граца, столицы австрийской провинции Штирии. Уже в 1596 г. он издает «Космографическую тайну», где, принимая вывод Коперника о центральном по­ ложении Солнца в планетной системе, пытается най­ ти связь между расстояниями планетных орбит и радиусами сфер, в которые в определенном порядке вписаны и вокруг которых описаны правильные многогранники. В качестве приложения в книге было помещено «Первое повествование» Ретика. Не­ смотря на то, что этот труд Кеплера оставался еще образцом схоластического, квазинаучного мудрство­ вания,— закономерности не искались в самой при­ роде, а конструировались априорно, и под создан­ ные таким образом схемы подгонялись явления при­ роды,— он принес автору известность. Тихо Браге, скептически отнесшийся к самой схеме, отдал долж­ ное самостоятельности мышления молодого ученого, знанию им астрономии, искусству и настойчивости в вычислениях и выразил желание встретиться с ним. Состоявшаяся позже встреча имела исключи­ тельное значение для дальнейшего развития астро­ номии.

При всех своих недостатках книга была опреде­ ленным шагом в распространении идей коперникан-

т. e. «О том, что Земля стоит неподвижно», при­ держивался системы Птолемея.

Гонения на протестантов вынудили Кеплера по­ кинуть Штирию и переехать в Прагу. Так судьба сводит его с Браге. Однако их совместная работа длится недолго: в октябре 1601 г. после кратковре­ менной, но тяжелой болезни Браге умирает, завещая Кеплеру «проработать все согласно его, Браге, соб­ ственной гипотезе». Кеплер, как известно, будучи

394

дили планеты в движение по сложным орбитам. До того также никем не ставился вопрос о взаимном расположении плоскостей планетных орбит, что очень усложняло пояснение некоторых особенностей в ви­ димом движении планет. Коперник, например, счи­ тал, что орбита Марса колеблется в пространстве, не объясняя этого странного явления с физической точки зрения.

Кеплер предположил, что орбиты планет распо­ ложены в разных плоскостях. Справедливость гипо­ тезы он проверяет по данным наблюдений Браге: угол между плоскостями орбит Земли и Марса он определяет равным 1 градусу 50 минутам, ошибив­ шись всего на 1 минуту.

Следующее его нововведение было еще более ради­ кальным: от Птолемея до Коперника и Браге астро­ номы были уверены, что планеты движутся по окружностям с равномерной скоростью. Сохраняя на первых порах движение круговым, но со смещенным относительно центра окружности Солнцем, Кеплер отвергает аксиому равномерного движения и, руко­ водствуясь не априорными рассуждениями, а физи­ ческими соображениями, полагает, что если Солнце управляет движением планет, является его источни­ ком, то его действие на планету усиливается, когда она ближе к нему, и слабеет при ее удалении, от чего и зависит скорость движения планеты. Это было не только отрицанием античной традиции, но ис­ правляло и самого Коперника, считавшего, что «не может быть, чтобы простое тело двигалось неравно­ мерно по своей орбите...» 4

Как уже упоминалось, исследуя зависимость меж­ ду площадью, заключенной между двумя радиусамивекторами эксцентрического круга, и временем, за которое планета проходит расстояние между концами этих радиусов-векторов по дуге орбиты, Кеплер раз­ рабатывает принципиально новый математический аппарат, делая важный шаг в развитии математики переменных величин. При этом он открывает второй закон движения планет. «Площади, описываемые радиусами-векторами планета — Солнце в равные*

* Н иколай Коперник. .О вращ ениях... стр. 221.

396

Системы мира по Тихо Браге, Птолемею и Копернику. Из книги Кеплера «Новая астрономия» (1609)

промежутки времени, равны между собой». Это про­ изошло в 1602 г. В 1605 г. Кеплер открывает так называемый первый закон: «Планеты движутся во­ круг Солнца по эллипсам, в одном из фокусов ко­ торых оно расположено». Оба закона Кеплера были опубликованы им в 1609 г. в «Новой астрономии».

397

Работы Кеплера над созданием небесной механи­ ки сыграли важнейшую роль в утверждении и раз­ витии учения Коперника. Им была подготовлена почва и для последующих исследований, в частно­ сти для открытия Ньютоном закона всемирного тя­ готения. Законы Кеплера и сейчас сохраняют свое значение: научившись учитывать взаимодействие не­ бесных тел, ученые их используют не только для расчета движений естественных небесных тел, но, что особенно важно, и искусственных, таких, как космические корабли, свидетелями появления п совершенствования которых является наше поко­ ление.

В дальнейшем Кеплеру, терпевшему гонения и со стороны католических правителей, которым он слу­ жил, и со стороны единоверцев-лютеран, не все дог­ мы которых он мог принять, приходится много пере­ езжать. Прага, Линц, Ульм, Саган —1 неполный спи­ сок городов, в которых он трудился. Умер он во время поездки в Регенсбург в конце 1630 г., когда тщетно пытался получить хоть часть жалования, ко­ торое за много лет задолжала ему императорская казна. Но вся его жизнь была посвящена открытой борьбе за учение Коперника. В 1617—1621 гг., в раз­ гар Тридцатилетней войны, когда книга Коперника уже попала в ватиканский «Список запрещенных книг» («Index librorum prohibitorum»), а сам Кеплер переживал особенно трудный период в своей жизни, он издает тремя выпусками общим объемом примерно в 1000 страниц «Очерки коперниканской астрономии». Название книги неточно отражает ее

того открытые Галилеем спутники Юпитера обра­ щаются по открытым Кеплером законам. Это был фактически первый учебник повой астрономии, и из­ дан он был в период особенно ожесточенной борьбы церкви с революционным учением, когда учитель Кеплера Мёстлин, коперниканец по убеждениям, вы­ пустил учебник астрономии по Птолемею!

В эти же годы Кеплер пздает п «Гармонию мира», где он формулирует третий закон планетных дви­ жений: «Квадраты сидерических периодов обраще-

398

Epitomes

A S T R O N O M I C

С О P E R N I-

C A N A

Vpttuifirm i J^uafitorntm Rejj>m- fitm tm lo n firifu ,

L u t i V. VI. VII.

Jfa ltu fn frii

D O C T R IN A T H E O R IC A

(poftprincipialibroIV.przmifli)

comprehcndicur.

Л V T H О А к

I O A N N E K E P L E R O .

OiMfruilipoCafirttaiAвт XV.

F r a n c o f v r t i ,

SumpdbujGodefndiTampachij.

Ax ив M. DC. XXL

Титульный лист из кпиги Кеплера «Очерки коперпнканской астрономии» (1621)

ний планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их эллиптических орбит»,— с по­ мощью которого устанавливается общность планет­ ной системы как целого.

В течение многих лет он ведет работу по состав­ лению новых планетных таблиц, напечатанных в 1627 г. под названием «Рудольфинские таблицы», которые в течение длительного времени были на­ стольной книгой астрономов. Кеплеру принадле­

399