Книга: История астрономии. Великие открытия с древности до Средневековья

Глава 13 Коперник

<<< Назад
Вперед >>>

Глава 13

Коперник

Никл ас Копперник родился 10 февраля 1473 года в городе Торунь (бывший Торн) на Висле, где его отец (о чьем происхождении наверняка ничего не известно, но который переселился из Кракова в Торн до 1458 года) был зажиточным торговцем. Вместе с Западной Пруссией и Вармией (бывший Эрмланд) Торунь в 1466 году перешла под власть польского короля, но еще не была включена в состав Польши. Коперник, или Коперникус, как он затем стал писать свое имя[281], в 1491 году отправился учиться в Краковский университет, последовав примеру многих других студентов из Центральной Европы, но, помимо того, в Краков его привлекло и то, что там уделяли особое внимание математике и астрономии. Астрономию ему преподавал Войцех (Альберт) из Брудзева, вероятно в виде частных уроков, поскольку после 1490 года его учитель, видимо, читал лекции только по Аристотелю. В 1482 году Войцех (его фамилия неизвестна) написал комментарий к Theoricae novae planetarum Пурбаха, чтобы им могли пользоваться его ученики. Он был издан в Милане в 1495 году и является первым из серии комментариев к этому популярному учебнику, опубликованных в последующие сто лет. Учитывая состояние преподавания математики в то время, это, несомненно, было весьма полезным для облегчения тернистого пути студента, стремящегося проникнуть в дебри планетной теории, и автор показал себя способным вывести все заключения, логически вытекающие из системы Птолемея; как, например, когда он замечает, что центр эпицикла не только Меркурия, но и Луны должен описывать овальную фигуру. Но хотя Войцех из Брудзева может претендовать на то, что он первым преподавал астрономию будущему реформатору этой науки, нет никаких причин думать, что именно он внушил своему ученику идею возможности или вероятности движения Земли. В своей книге он полностью принимает систему Птолемея, как, впрочем, и полагалось ему как университетскому преподавателю; однако вполне возможно, что он указал ученику на необычайную роль, которую играет Солнце в теориях планет, и, может быть, этим заронил в великом разуме молодого студента мысль, а не содержится ли в нем ключ к загадкам планет. Но это великое открытие так долго витало в воздухе, готовое явиться любому смелому мыслителю, что едва ли можно говорить о том, что Коперник обязан вдохновением какому-либо наставнику или другу.

Войцех из Брудзева покинул Краков в 1494 году[282], и, вероятно, Коперник вернулся домой в том же году. Однако его дядя по материнской линии Лукаш Ватценроде, епископ Варминский с 1489 года[283], который намеревался обеспечить будущность племянника, при первой же возможности пристроив его на должность каноника в соборе Фрауэнбурга, выразил желание, чтобы тот сперва расширил свое образование в итальянских университетах. Так Коперник в 1496 году отправился в Италию и 6 января 1497 года стал одним из студентов Natio Germanorum в Болонском университете. Примерно за три с половиной года, которые он там провел, Коперник не только изучил греческий и познакомился с сочинениями Платона. Безусловно, особо важным для его астрономических штудий стало его тесное знакомство с довольно авторитетным астрономом Доменико Марией Новарой (1454—1504), «скорее в качестве друга и помощника, нежели ученика», как говорит нам ученик Коперника Ретик. Новара был астрономом-практиком; в 1491 году он, например, определил, что наклон эклиптики едва превышает 23°29?, и пример Новары, по-видимому, побудил Коперника обратить взгляд к небу, так как его первое зафиксированное наблюдение (покрытие Альдебарана) было сделано 9 марта 1497 года. В истории астрономии имя Новары известно лишь воображаемым открытием, о котором он объявил. Определив широты нескольких городов и найдя значения, более или менее отличающиеся от приведенных у Птолемея, в частности для Кадиса, где разница достигала почти градуса, он заключил, что полюс сдвинулся на Г10?, приблизившись к зениту в этих городах (versus punctum verticalem delatum). Эта идея более ста лет привлекала большое внимание, хотя большинство авторов пришло к выводу, что указанного изменения в действительности не существует[284]. Каким бы полезным ни было для Коперника знакомство с Новарой, можно считать установленным, что ни он, ни любой другой итальянский ученый не сеял семени, которое в конечном счете произвело на свет плод, прославившийся как система Коперника[285].

Из Болоньи Коперник перебрался в Рим весной 1500 – великого юбилейного года и оставался там примерно год. Единственная подробность, известная о его пребывании в Риме, – это что, по словам его ученика Ретика, Коперник читал там курс лекций по «математике», под чем он, вероятно, имеет в виду астрономию. В 1501 году Коперник вернулся домой, чтобы занять должность каноника в Фрауэнбурге, на которую его избрали (почти наверняка заочно) еще за три года до того. 27 июля он занял свое место в кафедральном капитуле и получил разрешение на дальнейшее отсутствие с целью продолжения образования, в которое он решил включить и медицину. Тем же летом он вернулся в Италию, на этот раз в Падую, где продолжил изучать право и медицину в течение четырех лет с небольшим перерывом в 1503 году, когда он отправился в Феррару и 31 мая получил там степень доктора канонического права. Самое позднее в начале 1506 года Коперник покинул Италию, где провел около девяти лет, и, хотя мы почти ничего не знаем о том, с какими людьми он поддерживал знакомство и каким образом продолжал свои исследования, тем не менее у нас нет никаких сомнений в том, что во время долгого пребывания в двух известнейших итальянских университетах он должен был овладеть всеми доступными на то время знаниями в области классической литературы, математики и астрономии, а также теологии.

С 1506 до смерти в 1543 году Коперник жил в Вармии, обычно в Фрауэнбурге, где простые обязанности в соборе оставляли ему много свободного времени для научной работы, хотя ему приходилось порой откладывать ее, чтобы исполнять свою роль в управлении маленьким княжеством. Об этой стороне его жизни нам известно очень многое, но как печально, что мы ничего не знаем о том, вел ли он переписку с кем-то из ученых современников, хотя в любом случае ему нечему было у них научиться. Так или иначе, слава упорного исследователя астрономии наверняка распространилась из его весьма отдаленной родины в более центральные части Европы. В 1514 году, когда на Латеранском вселенском соборе встал вопрос о реформе календаря, Павел Миддельбургский, епископ Фоссомбронский, пригласил Коперника выступить по этому поводу, но, хотя приглашение поддержал его личный друг и коллега по варминскому капитулу (Бернгард Скультети), Коперник его отклонил, поскольку считал, что движение Солнца и Луны пока еще недостаточно изучено, чтобы окончательно решить этот вопрос. Однако несколько лет спустя другому знакомому удалось уговорить его высказаться по другому научному вопросу. В 1522 году Иоганн Вернер из Нюрнберга опубликовал небольшой трактат De motu octaves sphaerae, «О движении восьмой сферы», где рассуждал о проблеме прецессии и трепета. Бернард Ваповский, краковский каноник, обратил внимание Коперника на это сочинение и спросил, что он об этом думает. Длинный ответ, хотя и не опубликованный, судя по всему, был предназначен для распространения среди друзей и, разумеется, впоследствии был забыт, пока в конце концов его не издали в 1854 году[286]. Он содержит очень резкую критику в адрес трактата Вернера, причем время от времени Коперник прибегает к довольно сильным выражениям. Он прямо не возражает против предполагаемой изменчивости величины годовой прецессии (более того, в своем великом труде он с ней соглашается), но указывает на хронологическую ошибку в одиннадцать лет, допущенную Вернером при определении даты наблюдения, сделанного Птолемеем, и указывает, насколько безоснователен его вывод о более быстром движении восьмой сферы в период от Птолемея до Альфонсо, чем в последующий период, притом что в течение четырехсот лет до Птолемея оно было равномерным. Особенно интересно посмотреть, как Коперник показывает, что, когда точка равноденствия в своем прохождении по малому кругу трепета пересекает эклиптику, годовая величина прецессии меняется наиболее быстро, тогда как изменение равно нулю в двух точках в 90° от точек пересечения, причем фактическая величина достигает в них максимума и минимума. Вернер полагал, что имеет место ровно противоположное, то есть что функция будет быстрее всего меняться в максимуме или минимуме.

Мы находим, что с этим единственным исключением Коперник не позволял себе отвлекаться от упорной работы над астрономическим трудом, который он, видимо, запланировал вскоре после возвращения из Италии. Масштабные наблюдения за небом не входили в его планы, да и не принесли бы большой пользы, поскольку он никак не улучшил существовавших на тот момент инструментов. Коперник лишь время от времени вел отдельные наблюдения, в основном затмений и противостояний планет, что позволило ему заново определить некоторые элементы орбит. Двадцать семь наблюдений такого рода, сделанных с 1497 по 1529 год, указаны в его работе «О вращении небесных сфер», в приложении к которому Коперник упоминает, что в течение тридцати лет не раз определял наклон эклиптики. Было найдено еще несколько наблюдений, записанных в книги из его личной библиотеки, которые сохранились до наших дней. Но работа, которой Коперник посвятил всю свою жизнь, велась не в обсерватории, а в кабинете; ее целью было разработать новую астрономическую систему, столь же завершенную, как птолемеевская, основанную на идее о том, что Земля не является центром мира, а, как и другие планеты, движется вокруг Солнца.

Как Коперник впервые пришел к мысли, что центром движения является Солнце? Может быть, на него повлияли те древние мыслители, кто приписывал некоторое движение Земле, или же он сначала сам вывел из теории эпициклов тот факт, что Земля обладает годовым движением, а затем нашел поддержку и ободрение у древних, вспомнив, что и они разделяли подобные идеи? Он очень мало рассказывает нам о пройденном пути. В возвышенном посвящении папе Павлу III, которым открывается его книга, Коперник говорит, что впервые его побудило отправиться на поиски новой теории небесных тел то, что, как он обнаружил, математики сильно расходились между собой по этому вопросу. Перечислив разнообразные системы эпициклического, эксцентрического и гомоцентрического движения, а также их недостатки, мешающие их принять, он заключает, что, видимо, все они упускают нечто важное или вводят нечто чуждое для рассматриваемых объектов и этого бы не произошло, если бы соблюдались достоверно установленные принципы. Поэтому он взял на себя труд прочесть труды всех философов, которые только мог достать, и выяснить, не выражал ли кто-нибудь из них мнение, что движения сфер мира отличаются от тех, что преподают на уроках математики в школах. И он нашел у Цицерона, что Никет (Гикет) считал, будто Земля находится в движении, а у Плутарха (то есть Псевдо-Плутарха), что и другие разделяли это мнение. Он приводит греческий текст Placita Philosophorum о Филолае, Гераклите и Экфанте[287] и продолжает: «Побуждаемый этим, я также начал размышлять относительно подвижности Земли. И хотя это мнение казалось нелепым, однако, зная, что и до меня другим была предоставлена свобода изобретать какие угодно круги для наглядного показа явлений звездного мира, я полагал, что и мне можно попробовать найти (в предположении какого-нибудь движения Земли) для вращения небесных сфер более надежные демонстрации, чем те, которыми пользуются другие математики. Таким образом, предположив существование тех движений, которые, как будет показано ниже в самом произведении, приписаны мною Земле, я, наконец, после многочисленных и продолжительных наблюдений обнаружил, что если с круговым движением Земли сравнить движения и остальных блуждающих светил и вычислить эти движения для периода обращения каждого светила, то получатся наблюдаемые у этих светил явления. Кроме того, последовательность и величины светил, все сферы и даже само небо окажутся так связанными, что ничего нельзя будет переставить ни в какой части, не произведя путаницы в остальных частях и во всей Вселенной»[288].

Как следует из этих слов, Коперник сначала заметил, насколько велика разница мнений среди ученых относительно движений планет; затем он обратил внимание, что некоторые из них даже приписывали некоторое движение Земле, и, наконец, он задумался, не поможет ли делу, если допустить гипотезу подобного рода. Об этом можно было бы догадаться, если бы даже Коперник не сказал ни слова. Видимо, ему показалось странным совпадением, что обращение Солнца вокруг зодиака и обращения центров эпициклов Меркурия и Венеры вокруг зодиака происходят за один и тот же период – за год, тогда как для эпициклов трех внешних планет этот период соответствует синодическому, то есть времени между двумя последовательными противостояниями с Солнцем. Эта любопытная связь между Солнцем и планетами, должно быть, приходила в голову многим философам, но в итоге эту задачу взял на себя человек совершенно непредвзятого образа мыслей, с ясным математическим разумом. Вероятно, его вдруг озарило, что, быть может, каждый из деферентов двух внутренних планет и эпициклов трех внешних всего лишь является представлением орбиты, которую в течение года проходит Земля, а не Солнце! Чувства, овладевшие им, когда он осознал, что эта гипотеза действительно «спасает явления», по выражению древних, что она объясняет, почему Меркурий и Венера всегда находятся рядом с Солнцем и почему у всех планет наблюдаются такие странные нерегулярности годовых движений, его чувства после открытия такой ясной и красивой в своей простоте разгадки извечной тайны, наверное, были столь же велики, как те, что обуревали Ньютона после открытия закона всемирного тяготения. Но об этом Коперник умалчивает.

Этим путем мог идти Коперник, но мы не можем точно сказать, что именно так он пришел к своей системе. В начале первой книги он показывает, насколько более разумно предположить, что Земля вращается вокруг своей оси в двадцать четыре часа, нежели думать, будто все небесные тела проносятся за то же время с невообразимой скоростью; и он легко опровергает возражения древних против вращения Земли, указывая, что если воздух вращается вместе с суточным движением Земли, то оно не нарушит ничего ни парящего в воздухе, ни на поверхности Земли[289]. Затем, в девятой главе, он задается вопросом, может ли Земля обладать более чем одним движением, и приходит к выводу, что в таком случае эти движения «необходимо должны быть такими же, какие замечаются внешне и у других планет; среди этих движений мы находим годичное обращение». Это годичное обращение Земли вокруг Солнца, говорит он (не вдаваясь здесь в подробности), объясняет стояние и попятное движение планет. В десятой главе Коперник рассматривает порядок расположения планет. Упомянув, что некоторые из древних помещали Меркурий и Венеру ниже Солнца, а другие – выше его, он показывает, что теория, описанная у Марциана Капеллы, по которой эти две планеты в действительности движутся вокруг Солнца, может объяснить их тесную зависимость от него. «Если теперь кто-нибудь на этом основании отнесет к тому же центру и Сатурн с Юпитером и Марсом, определив только величину их орбит так, чтобы они вместе с этими планетами охватывали и окружали неподвижную Землю, то не ошибется, как показывают числовые отношения их движений».

Может показаться, будто это указывает на то, что исследование орбит Меркурия и Венеры подтолкнуло Коперника к выводу, что внешние планеты аналогичным образом движутся вокруг Солнца, хотя прямо он этого не говорит. Его ученик Ретик поясняет, что примечательная разница между яркостью Марса, восходящего вечером и восходящего утром, подсказала Копернику, что планета не движется вокруг Земли, поскольку эпицикл не может объяснить большое изменение расстояния, о котором свидетельствует большое изменение яркости. Но если бы Коперник рассуждал таким образом, следовало бы ожидать, что годовое движение Земли последним пришло бы ему в голову; иными словами, естественно было бы сначала предположить, что пять планет движутся вокруг Солнца, а затем уже в качестве завершающего штриха добавить, что и Земля делает то же самое. Однако он начинает с того, что движения Земли должны быть «такими же, какие замечаются внешне и у других планет». Это говорит нам о том, что сначала Коперника озарило, что все эпициклы внешних планет, плоскость которых всегда параллельна плоскости эклиптики и которые несут свою планету по окружности за период, тесно связанный с Солнцем, представляют собой не что иное, как образ, так сказать, орбиты, описываемой Землей, и что дифференты Меркурия и Венеры идентичны этой орбите.

Как бы там ни было, совершенно точно, что Коперник был очень мало обязан древним мыслителям, если обязан вообще. Он не совершил ошибки (которую так упорно допускали после него вплоть до наших дней), предположив, что Филолай проповедовал гелиоцентрическую теорию. В посвящении он верно цитирует утверждение Аэция, что Филолай позволял Земле вместе с Солнцем и Луной двигаться вокруг центрального огня, а говоря о вращении Земли, он лишь упоминает, что Филолай высказывал мнение, что Земля вращается, имеет несколько движений и является одной из планет. Мы не можем сомневаться в том, что он отчетливо понимал своеобразный характер системы Филолая из полного ее описания у Аристотеля и Аэция; и хотя он, вероятно, не был знаком с комментарием Симпликия, он вполне мог знать комментарий Фомы Аквинского[290]. Больше нигде Коперник Филолая не упоминает, и в печатном издании книги «О вращении небесных сфер» нет ни одного намека на Аристарха. Однако в ее рукописном оригинале после главы XI первой книги идет длинный отрывок, зачеркнутый черными чернилами и потому не напечатанный. Начинается этот отрывок так: «И если мы признаем, что движение Солнца и Луны может быть также объяснено и в предположении неподвижности Земли, то для других планет это объяснение мало подходит. Поэтому можно думать, что на основании этих и им подобных соображений Филолай пришел к мнению о движении Земли; некоторые передают, что такого же мнения держался и Аристарх Самосский, и ни на одного из них не производили впечатления те рассуждения, которые приводил и осуждал Аристотель. Но поскольку эти положения могут быть поняты только острым умом и после продолжительного размышления, то они ускользнули от большинства философов, кроме того, было очень невелико число тех, которые были в то время опытны в объяснении движения светил, о чем не умалчивает и Платон. Если же все это и было понято Филолаем или каким-нибудь другим пифагорейцем, то, однако, похоже на истину, что до потомков это не дошло. Действительно, у пифагорейцев была заповедь: ничего не передавать письменно и не открывать философских тайн всем людям». В доказательство последнего замечания Коперник затем дает перевод одного из многих поддельных писем, состряпанных разными авторами поздней Александрийской эпохи, а именно от Лисида Гиппарху. Оно рассуждает только о любви пифагорейцев к таинственности, но ничего не говорит ни о Филолае, ни об Аристархе. Как мы уже говорили, ничего этого нет в изданном труде Коперника. Он, кроме того, не ссылается и на других до-птолемеевских астрономов в остальных главах своего труда, за исключением того, что в пятой книге он приводит греческие названия планет и упоминает имя Аполлония в связи с теорией эпициклов[291]. Но больше ему нечего сказать о древних, ибо только один из них – Птолемей сформулировал законченную астрономическую систему, и к нему Коперник питал то восхищение, которое заслужил сам, потому что труд всей его жизни превзошел свершения александрийского астронома. Совершенно ошибочная система Филолая и расплывчатое утверждение, что Аристарх допускал движение Земли вокруг Солнца, возможно, помогли Копернику в самом начале направить свой ум в верную сторону, но они не сделали того же для многих великих умов до него.

Книга «О вращении небесных сфер» стала плодом многолетнего труда. В посвящении Коперник говорит, что скрывал ее не только девять лет, а четырежды по девять лет; и если понимать его слова буквально, значит, он должен был иметь четкое представление о новой системе и начать записывать свои идеи в 1506 году или вскоре после, когда проживал у своего дяди в Гейльсберге. Разработка планетных теорий, разумеется, дело очень неспешное, и рукопись готового труда, в настоящее время хранящаяся в библиотеке Ностица в Праге, не старше 1529 года, так как в ее текст внесены наблюдения, сделанные в том году, хотя впоследствии в нее вносились изменения и повторные изменения. С другой стороны, рукопись не могла быть написана позднее 1531 года, так как Коперник не использовал значения апогея Венеры, определенного им в 1532 году и написанного на листке, который вложен в его экземпляр Tabulae directionum Региомонтана. На этом листке, среди прочего, отмечены апогеи Сатурна, Юпитера, Марса и Венеры, определенные соответственно в 1527, 1529, 1523 и 1532 годах по собственным наблюдениям автора. Первые три значения приведены в соответствующих местах книги «О вращении небесных сфер», четвертое (48°30?) не встречается ни в рукописи, ни в печатном издании. Из этого следует, что Коперник написал рукопись до 1532 года, а потом забыл вставить в нее это значение, хотя, судя по всему, он дважды перепроверил все содержание, внеся улучшения и поправки тут и там, изменив разбивку на главы и даже кое-где скорректировав данные.

Видимо, постепенно в ученом мире распространился слух, что Коперник изобрел неслыханную доселе теорию движения планет, и тогда, по просьбе кого-то из друзей, он подготовил очерк своей системы, который разошелся по рукам в виде рукописи. Даже после публикации его подробного трактата этот «Малый комментарий» (Commentariolus) по-прежнему высоко ценился поклонниками Коперника; так, в 1575 году в Регенсбурге лечащий врач императора Тадеаш Гаек вручил Тихо Браге экземпляр комментария, и снятая с него копия, вероятно, в настоящее время хранится в Австрийской национальной библиотеке в Вене. Эта интересная реликвия, копии которой Тихо Браге в течение нескольких лет дарил разным немецким астрономам, но которая впоследствии (как письмо о трактате Вернера) была совершенно забыта, на данный момент издана уже не раз. Комментарий состоит из небольшого введения, в котором Коперник коротко говорит о неспособности теории Евдокса объяснить меняющиеся расстояния до планет и о сомнительной теории эквантов Птолемея, которые побудили автора попытаться установить другой порядок орбит; и затем он излагает главные принципы новой системы в виде шести «требований», или аксиом. Далее следуют семь коротких глав о порядке расположения орбит, тройственном движении Земли, желательности определять движения относительно не равноденствия, а неподвижных звезд, об окружностях, предложенных для движения Луны, внешних планет, Венеры и Меркурия. Коперник приводит относительные размеры всех предложенных окружностей и эпициклов, но без каких-либо доказательств или объяснения причин. То есть комментарий предназначался только для того, чтобы показать читателям, знакомым с деталями системы Птолемея, что представляет собой новая; но в тексте нет ни малейшей попытки убедить читателей в истинности поразительной идеи движения Земли.

Вероятно, именно этот «Малый комментарий» позволил некоему Видманштаду в 1533 году устно поведать папе Клименту VII о новой системе. Три года спустя кардинал Николаус фон Шенберг, архиепископ Капуи, человек весьма свободомыслящий и доверенный советник Климента и его преемника Павла III, написал Копернику, призывая его сделать свое открытие известным ученому миру и прося прислать ему копии всего написанного им вместе с прилагающимися таблицами, причем копии предлагал оплатить из собственного кармана[292]. Это слишком хорошо известно, чтобы подробно пересказывать здесь, как Коперник, страшась бури, которую непременно должна была вызвать его дерзкая теория, много лет уклонялся от публикации своего великого труда, невзирая на настойчивые уговоры друзей, среди которых особого признания заслуживает Тидеман Гизе, епископ Кульмский, и как в конце концов молодой профессор из Виттенберга Георг Иоахим Ретик, желая узнать хоть что-то достоверное, бросил вызов опасности, связанной с длительным визитом профессора из этого страшного рассадника ереси – Виттенбергского университета в епархию, где только что был обнародован грозный Mandatum wieder die Ketzerei, «Мандат против ересей». Ретик отправился в Фрауэнбург в 1539 году и провел там около двух лет. Коперник радушно встретил его и дал время изучить свой великий труд, и молодой энтузиаст сразу же принялся составлять его подробный обзор, адресованный его учителю Иоганну Шенеру. Обзор под названием Narratio prima, «Первое повествование», был напечатан в Данциге в 1540 году. Он должен был вызвать немалую сенсацию среди компетентных судей, ибо мы находим, что Эразм Рейнгольд, впоследствии рассчитавший первый набор таблиц в соответствии с новой системой, в своем издании Пурбаховой Theoricae в 1542 году хвалит Коперника как самого выдающегося творца, от которого можно ожидать возрождения астрономии, а в другом месте говорит о нем как о новом Птолемее. Возможно, именно прием, оказанный Narratio prima, наконец-то заставил Коперника уступить уговорам друзей; он поручил драгоценную рукопись Гизе, который отправил ее Ретику, чтобы тот отдал ее в печать. Она была опубликована в Нюрнберге в 1543 году, а копию доставили Копернику в день его смерти 24 мая 1543 года.

Рукопись, которую автор переписывал и сокращал в течение примерно двенадцати лет и которая сохранилась до наших дней, не была использована в типографии, как это можно видеть по тому, что она не очень близко соответствует тексту отпечатанной книги, где были добавлены или повторно вставлены некоторые вычеркнутые автором предложения. Например, при рассмотрении неравенств видимого движения Солнца Коперник добавил на полях, но потом вычеркнул следующее предложение: «Доказательство было бы точно тем же самым, если бы Земля находилась в покое, а Солнце двигалось по обходящей окружности, как у Птолемея и других». Эта фраза встречается в печатном издании. С другой стороны, редактор опустил небольшое введение к первой книге о важности и сложности изучения астрономии. За печатью на первых порах надзирал Ретик, но, когда он был вынужден покинуть Нюрнберг в 1542 году, чтобы занять новую должность профессора в Лейпциге, он доверил свои обязанности Андреасу Озиандеру, широко известному лютеранскому богослову в Нюрнберге, под руководством которого книга и была допечатана. Озиандера, как видно, весьма беспокоил дерзкий характер новой теории движения Земли, которую многие определенно сочли бы весьма нежелательной по богословским и другим соображениям; и чтобы избежать неприятностей для автора и, возможно, для себя, он добавил анонимное предисловие «К читателю. О гипотезах, лежащих в основе этой книги». В нем он утверждал, что, хотя многие сочтут предосудительным учение о движении Земли, по дальнейшем рассмотрении станет ясно, что автор не заслуживает упрека. Ибо цель астронома – собрать воедино историю движений небесных тел на основе тщательных наблюдений, а затем изложить их причины или гипотезы о причинах, если их невозможно установить, таким образом, чтобы эти движения можно было бы вычислить при помощи геометрических принципов. Однако нет необходимости, чтобы его гипотезы были верными или даже вероятными; достаточно того, чтобы основанные на них расчеты согласовывались с наблюдениями. Никто не посчитал бы эпицикл Венеры вероятным, поскольку диаметр планеты в перигее должен быть в четыре раза больше, чем в апогее, чему противоречит весь опыт истории. Наука просто не знает причин кажущихся нерегулярными движений, и астроном предпочитает самую понятную гипотезу. Поэтому давайте прибавим новые гипотезы к старым, так как они замечательны и просты, но не следует ожидать определенности от астрономии, поскольку она не может ее дать; и тот, кто принимает за истину то, что придумано для иной цели, оставит эту науку большим глупцом, чем был, когда лишь брался за нее.

Подобные взгляды Озиандер уже излагал в двух письмах к Копернику и Ретику, написанных в 1541 году в ответ на письмо Коперника, отправленное годом ранее. Кеплер, который имел в распоряжении эти письма Озиандера и цитировал их содержание, не говорит, что написал Коперник в своем письме, за исключением того, что автор с твердостью стоика верил, что должен заявить о своих убеждениях перед миром, даже если это принесет ущерб науке. Однако существует множество фактов, доказывающих, что для Коперника движение Земли было физической реальностью, а не просто рабочей гипотезой. Не говоря даже о том, что нигде в своей работе он не называет его гипотезой, а рассуждает о нем как о реальном движении, стараясь ответить на возражения против него с физической точки зрения, достаточно лишь обратиться к последним строкам его посвящения папе. Там Коперник говорит, что какие-нибудь невежды на основании превратно понятого отрывка из Писания могут обрушиться с обвинениями на его труд, но он лишь пренебрежет их суждением, ведь даже Лактанций, знаменитый писатель, но не математик, практически по-детски рассуждал о форме Земли, осмеивая тех, кто утверждал, что она имеет форму шара. Если бы Коперник всего лишь хотел добавить еще одну вычислительную гипотезу к множеству существующих, он бы не рискнул оскорбить папу, пренебрежительно говоря об Отце Церкви. Его личные друзья хорошо знали, что предисловие не выражает мнения Коперника. Получив книгу, Гизе написал Ретику возмущенную жалобу на «злоупотребление доверием и безбожность» печатника или какого-то завистника, который, не желая отказываться от своих старых понятий, решил подорвать авторитет книги. Чтобы это не осталось безнаказанным, Гизе предложил направить письмо, которое он прилагает, в нюрнбергский сенат и потребовать защиты для автора. Было ли это сделано, неизвестно, во всяком случае, книга уже была опубликована задолго до того, как Гизе выступил с этим предложением[293].

Судя по всему, широкая публика долго не знала, что автором странного предисловия был Озиандер, а не Коперник, хотя внимательный читатель мог бы заметить, что автор книги едва ли мог рассуждать в подобных выражениях. Кеплер узнал имя виновника от ученого коллеги из Нюрнберга и поместил его на очень видном месте – на обратной стороне титульного листа своей книги о Марсе, изданной в 1609 году; но, конечно, очень жаль, что Коперник до той поры в глазах многих людей представлялся человеком, который предложил сенсационную гипотезу, в то же время считая ее ложной[294].

Теперь, когда мы попытались проследить развитие новой системы и влияния, под которыми она обрела форму в сознании своего творца, рассмотрим ее более подробно.

Трактат разделен на шесть книг. Первая содержит общий обзор новой системы и заканчивается двумя главами о плоских и сферических треугольниках. Вторая книга посвящена астрономии сфер. Третья рассматривает прецессию равноденствий и движение Солнца (вернее, Земли), четвертая – теорию движения Луны; пятая – движения планет по долготе; а шестая – их движения по широте.

В начале первой книги говорится, что мир имеет форму шара, наиболее совершенную из всех и обладающую наибольшей вместительностью, к которой стремятся все предметы, как можно видеть по водяным каплям и другим жидким телам. Затем доказывается, что Земля имеет ту же форму и что суша и вода образуют единый шар. Далее утверждается, что движение небесных тел равномерное и круговое или составлено из круговых движений, так как только круг возвращает тело в исходное положение, в то время как действительная неравномерность движения может быть вызвана непостоянством движущей силы или вследствие изменения тела после оборота, но и то и другое предположение абсурдно. Затем рассматривается вопрос о месте Земли и свойственно ли ей круговое движение. Большинство авторов, говорит Коперник, согласно с тем, что Земля покоится в середине мира, и сочло бы противоположное мнение нелепым. Однако если разобрать дело внимательнее, то окажется, что этот вопрос еще окончательно не решен, так как любое наблюдаемое изменение может происходить либо вследствие движения наблюдаемого объекта или наблюдателя, либо вследствие неодинаковости перемещений того и другого, так что, если бы Земля совершала движение, из-за этого все вне Земли представлялось бы движущимся в противоположную сторону; вращение Земли с запада на восток таким образом объяснило бы восход и закат солнца, луны и звезд, как о том учили уже некоторые из древних. И если кто-нибудь стал бы утверждать, что Земля находится не в центре мира, хотя ее расстояние до центра не так уж велико по сравнению с расстоянием до звездной сферы, но все же достаточно, чтобы быть сопоставимым с орбитами планет, то, пожалуй, он бы смог найти истинную причину неравномерности видимого движения в том, что движения происходят относительно центра, находящегося за пределами Земли.

Поколебав таким образом веру читателя в освященные древностью воззрения, Коперник показывает, что, хотя Землю следует рассматривать всего лишь как точку по сравнению с неизмеримой величиной звездной сферы, отсюда никоим образом не следует, что Земля покоится в центре сферы; и весьма неразумно предполагать, что такая громада мира поворачивается за двадцать четыре часа. Ведь так как Земля является реально существующим телом, она должна вращаться вместе со всем остальным миром и за то же самое время, но в таком случае на Земле в одном месте всегда был бы полдень, а в другом – всегда полночь, и не было бы ни восходов, ни закатов. Эта проблема решается, если мы подумаем о том, что тела, описывающие меньшие окружности, всегда движутся быстрее, чем те, которые описывают более крупные; Сатурн, самая дальняя из планет, совершает свой путь за тридцать лет, а Луна, без сомнения ближайшая к Земле, за месяц, таким образом, следует признать, что Земля делает полный оборот за сутки. Затем он излагает доводы древних против этого вращения: Аристотель говорит, что четырем элементам свойственны лишь прямолинейные движения вверх или вниз, а небесным телам – круговые движения; Птолемей утверждает, что вращение в двадцать четыре часа было бы настолько стремительным, что распавшаяся Земля давно бы уже была разбросана по небу, в то время как падающие тела никогда не достигали бы назначенного им места, которое ускользало бы от них, а облака и другие висящие в воздухе тела всегда двигались бы на запад. На это Коперник замечает, что Птолемею следовало бы больше бояться того, что распадется сама громада небесной сферы; а насчет облаков достаточно лишь допустить, что не только суша и вода, но и значительная часть воздуха вращается, будь то по причине того, что нижние слои пропитаны земной и водной материей и имеют ту же природу, что и Земля, или что прилегающая Земля своим вращением сообщает воздуху приобретенное движение. Указывалось, что высшая область воздуха следует движению неба, что подтверждается внезапно появляющимися светилами, которые у греков называются кометами или бородатыми звездами и которые, как считается, возникают в этой высшей области, восходят и заходят подобно звездам. На это можно только ответить, что эта часть воздуха вследствие ее большой удаленности остается не затронутой упомянутым движением Земли. Опускающиеся и поднимающиеся тела обладают двойным движением по отношению к миру: прямолинейным и круговым; и до тех пор, пока тело пребывает в своем природном месте, оно совершает только второе (круговое) и представляется покоящимся, в то время как прямолинейное движение бывает только у тел, которые по той или иной причине выведены из своего природного места.

В девятой главе Коперник рассуждает, находится ли Земля в центре мира и является ли она планетой. То, что она не является центром всех круговращений, доказывается неравномерным видимым движением планет и переменностью их расстояний от Земли. Так как, следовательно, должны существовать несколько центров, не может быть никаких сомнений относительно того, совпадает ли центр мира или другой центр с центром земного притяжения. «Что касается меня, то я полагаю, что тяготение есть не что иное, как некоторое природное стремление, сообщенное частям Божественным провидением творца Вселенной, чтобы они стремились к целостности и единству, сходясь в форму шара. Вполне вероятно, что это свойство присуще также Солнцу, Луне и остальным блуждающим светилам, чтобы при его действии они продолжали пребывать в своей шарообразной форме, совершая тем не менее различные круговые движения». Коперник, очевидно, имеет в виду, что одни и те же условия действуют на небесные тела и на Землю: все, что находится «вне своего природного места», должно двигаться по прямой линии, тяжелые элементы (земля и вода) вниз, легкие (воздух и огонь) вверх, то есть от центра[295]. Эта идея, по-видимому, изложена здесь для того, чтобы показать, что, раз между Землей и планетами существует сходство, разумно предположить, что Земля, как и планеты, обладает орбитальным движением. Во всяком случае, сразу же после этого отмечается (как мы уже говорили), что если Земля, помимо суточного вращения, обладает и другими движениями, то мы должны обнаруживать их в движениях планет, в первую очередь в годовом пути Солнца и, при переносе солнечного движения в земное, в стояниях и попятных движениях пяти планет, которые представляют собой не действительные, а только кажущиеся явления, вызванные движением Земли, и, наконец, считать само Солнце занимающим центр мира.

После предварительных рассуждений Коперник в десятой главе переходит к установлению порядка планетных орбит. До той поры существовало полное единодушие относительно того, что Луна, совершающая полный оборот за самый короткий срок, находится ближе всего к Земле; что Сатурн, имеющий самый длинный период, находится дальше всего; а орбиты Юпитера и Марса проходят в пределах орбиты Сатурна. Однако с Меркурием и Венерой дело обстояло по-другому:

Платон помещал их выше Солнца, Птолемей и большинство последующих астрономов – ниже Солнца, в то время как Аль-Битруджи помещал Венеру выше, а Меркурий – ниже Солнца. Приверженцы Платона думают, что так как планеты являются темными телами, освещаемыми Солнцем, то если бы эти две планеты находились ниже Солнца, они должны были бы казаться нам полукруглыми или по крайней мере не идеально круглыми, а Солнце должно было бы время от времени частично затмеваться ими во время их прохождения между Землей и Солнцем. С другой стороны, те, кто помещает Венеру и Меркурий ниже Солнца, аргументируют свое мнение, указывая на величину промежутка между Солнцем и Луной. Установлено, что наибольшее расстояние Луны от Земли в 641/6 раза больше полудиаметра Земли, а наименьшее расстояние до Солнца – в 1160 раз; чтобы заполнить обширный промежуток между их орбитами, утверждается, что наименьшее расстояние до Меркурия следует после наибольшего расстояния до Луны, а наименьшее расстояние до Венеры следует после наибольшего до Меркурия, и наименьшее расстояние до Солнца как бы касается наибольшего расстояния до Венеры. Ибо эти люди полагают, что расстояние между апсидами Меркурия равно 177 полудиаметрам Земли, а остальное пространство почти заполнено орбитой Венеры протяженностью 910 полудиаметров. Они также утверждают, что в светилах нет никакой непрозрачности, подобной лунной, но что они или сияют собственным светом или всем телом насыщены солнечным светом и поэтому не затмевают Солнце, даже если в чрезвычайно редких случаях имеют настолько малые широты, что проходят через диск Солнца, поскольку они настолько малы по сравнению с Солнцем, что Венера (которая больше Меркурия) едва закрывает сотую часть Солнца. Поэтому они приходят к выводу, что эти две планеты движутся ниже солнечной орбиты. Однако насколько малодостоверны эти выводы, можно видеть из того, что, если следовать Птолемею, наименьшее расстояние до Луны равно 38 полудиаметрам Земли, а по более правильной оценке 52[296], но мы до сих пор не знаем, есть ли что-то в этом огромном пространстве, кроме воздуха, или, если угодно, так называемого огненного элемента. Кроме того, наибольшее удаление Венеры от Солнца составляет 45°, значит, диаметр ее орбиты должен быть в шесть раз больше наименьшего расстояния до Венеры от Земли; так что же заполняет это большое пространство и огромный эпицикл Венеры? Доводы Птолемея о том, что солнечная орбита находится как раз посередине между орбитами тех планет, которые могут сколь угодно удаляться в любую сторону, и тех, которые лишь немного удаляются от Солнца, опровергаются тем, что Луна может отходить от него сколь угодно далеко. И какую причину могут привести те, кто помещает Венеру и Меркурий ниже Солнца, почему эти две планеты не совершают самостоятельных и отдельных от Солнца обращений, как другие планеты, если только отношение их быстроты и медленности не представляет порядок их орбит в ложном свете? Поэтому либо Земля не является центром, либо у нас нет никаких оснований для принятого порядка светил, как и для того, чтобы именно Сатурну отводили самое высокое место, а не какой-либо другой планете.

«Поэтому я полагаю, – продолжает Коперник, – что никак не следует пренебрегать тем, что написал в энциклопедии Марциан Капелла и что хорошо знали некоторые другие латинские писатели. Они полагают, что Венера и Меркурий обращаются вокруг находящегося в середине Солнца, и по этой причине думают, что эти планеты могут отойти от Солнца не дальше, чем позволяет кривизна их орбит, поэтому эти светила не обходят вокруг Земли, как другие планеты, но имеют повернутые вовнутрь апсиды. Следовательно, что же другое хотят сказать эти писатели, как не то, что центр орбит этих светил находится около Солнца. Таким образом, орбита Меркурия помещается внутри орбиты Венеры, более чем вдвое большей, и находит по величине вполне соответствующее место. Если теперь кто-нибудь на этом основании отнесет к тому же центру и Сатурн с Юпитером и Марсом, определив только величину их орбит так, чтобы они вместе с этими планетами охватывали и окружали неподвижную Землю, то не ошибется, как показывают числовые отношения их движений. Действительно, известно, что эти планеты находятся ближе к Земле всегда около времени своих восходов вечером (то есть когда они бывают в противостоянии с Солнцем, а Земля занимает место между ними и Солнцем), а всего дальше они бывают от Земли около времени своих заходов вечером, когда скрываются вблизи Солнца, и Солнце, очевидно, бывает между ними и Землей. Все это достаточно ясно показывает, что центр их скорее относится к Солнцу и будет тем же самым, вокруг которого совершают свои обращения Венера и Меркурий. Если же они все связаны с одним центром, то необходимо, чтобы в пространстве, остающемся между выпуклостью сферы Венеры и выгнутостью Марса, находился тоже круг или гомоцентрическая с ними по своим обеим поверхностям сфера, которая вместила бы в себя Землю вместе с сопутствующей ей Луной и всем тем, что содержится под сферой Луны. Действительно, мы никак не можем отделить от Земли Луну, бесспорно самую близкую к ней, в особенности если в указанном пространстве найдем достаточно обширное и подходящее для нее место. Поэтому нам не стыдно признать, что весь этот подлунный мир и центр Земли движутся по упомянутому Великому кругу между другими планетами, заканчивая свое обращение вокруг Солнца в один год, и что около Солнца находится центр мира. Если же Солнце остается неподвижным, то все видимое движение его должно скорее найти себе объяснение в подвижности Земли. Величина же мира является столь большой, что, хотя расстояние Земли от Солнца и имеет достаточно заметную величину по отношению к размерам любых планетных орбит, оно по сравнению со сферой неподвижных звезд не будет заметным. Я полагаю, что это допустить легче, чем устремлять свой ум в почти бесконечное множество сфер, а ведь это принуждены делать те, которые удерживают Землю в середине мира. Но должно скорее следовать мудрости природы, которая как бы больше всего боится произвести что-нибудь излишнее или бесполезное, но зато часто одну вещь обогащает многими действиями. Хотя все это и очень трудно и даже почти что невозможно помыслить, однако, вопреки мнению многих, если Бог позволит, мы сделаем это яснее Солнца для людей, по крайней мере не невежд в математическом искусстве. Поэтому если сохранить указанный ранее принцип (ибо никто не приведет более удобного), что размеры орбит измеряются величиной времени обращения, то порядок сфер, начиная с наивысшей, будет следующий. Первой и наивысшей из всех является сфера неподвижных звезд, содержащая самое себя и всё и поэтому недвижная; она служит местом Вселенной, к которому относятся все движения и положения всех остальных светил. Действительно, хотя некоторые полагают, что она каким-то образом движется[297], мы для этого явления приведем другую причину, выводимую из земного движения. Далее следует первая из планет – Сатурн, завершающий свое обращение в 30 лет, после него – Юпитер, движущийся двенадцатилетним обращением, затем – Марс, который делает круг в два года. Четвертое по порядку место занимает годовое вращение, и в этом пространстве, как мы сказали, содержится Земля с лунной орбитой, как бы эпициклом. На пятом месте стоит Венера, возвращающаяся на девятый месяц. Наконец, шестое место занимает Меркурий, делающий круг в восемьдесят дней. В середине всего находится Солнце. Действительно, в таком великолепнейшем храме кто мог бы поместить этот светильник в другом и лучшем месте, как не в том, откуда он может одновременно все освещать. Ведь не напрасно некоторые называют Солнце светильником мира, другие – умом его, а третьи – правителем. Гермес Трисмегист называет его видимым богом, а Софоклова Электра – всевидящим. Конечно, именно так Солнце, как бы восседая на царском троне, правит обходящей вокруг него семьей светил».

Коперник заканчивает главу, в которой ясно и просто изложил главные черты своей новой системы, коротким замечанием о том, что это гармоничное расположение объяснит неленивому наблюдателю, почему попятное движение у Юпитера больше, чем у Сатурна, и меньше, чем у Марса, и почему у Венеры оно больше, чем у Меркурия; а кроме того, почему внешние планеты ярче всего во время противостояний, так как причина всех этих явлений заключается в движении Земли. То, что ничего подобного не замечается у неподвижных звезд, только доказывает их неизмеримую удаленность, по сравнению с которой даже годовая орбита Земли кажется ничтожной. То, что между Сатурном и неподвижными звездами лежит огромное пространство, по его мнению, доказывает их мерцающий свет, которым неподвижные тела отличаются от движущихся.

Однако в глазах Коперника недостаточно было дать Земле двойное движение: суточное вращение за 24 часа и годовое обращение вокруг Солнца; он должен был еще объяснить тот факт, что ось Земли, несмотря на годовое движение, всегда указывает в одно и то же место на небесной сфере. Современному уму объяснить это очень просто: ось остается параллельной исходному положению, и, следовательно, она не наделена никаким отдельным движением[298]. Но древние не сочли бы это подходящим объяснением. Как мы видели выше, они утверждали, что Луна не вращается вокруг своей оси, поскольку всегда обращена одной и той же стороной к Земле (на что мы говорим, что это доказывает равенство ее периода вращения периоду обращения вокруг Земли), и точно так же они отсчитывали аномалию в эпицикле от точки на нем, которая оставалась наиболее отдаленной (апоцентр) от центра деферента, как если бы эпицикл был обручем с длинным стержнем, проходящим диаметрально через него, на котором он крутился бы вокруг центра деферента. Следовательно, Коперник должен был ожидать, что ось Земли в течение года постоянно была бы направлена в точку намного выше Солнца, как если бы Земля была гирей гигантского конического маятника. Это заставило бы небесный полюс в течение года описывать окружность параллельно эклиптике, а так как он не делает ничего подобного, а остается неподвижным, то Копернику пришлось постулировать третье движение Земли, «деклинационное», как он его называет, причем ось Земли описывает поверхность конуса за год, двигаясь в противоположном направлении относительно движения центра Земли, то есть с востока на запад. Таким образом, ось продолжает указывать в ту же точку в пространстве. Но период не равен точно году, он немного меньше, и эта небольшая разница производит медленное обратное движение точек пересечения эклиптики и экватора – прецессию равноденствий. Наконец-то она была верно объяснена как медленное движение земной оси, а не как движение всей небесной сферы, и это почти примиряет нас с ненужным третьим движением Земли, которое, разумеется, сыграло свою роль в непопулярности, с которой системе Коперника пришлось долго бороться, ведь признать у Земли одно движение – это уже не сахар, но три!

Небольшая разница между периодами орбитального и осевого движения Земли могла бы объяснить устойчивое обратное смещение равноденствий. Но, к сожалению, Коперник разделяет старую ошибку – веру в нерегулярное движение равноденствий, поскольку он не задумался о том, что ошибки наблюдения вполне могут объяснить различия между значениями постоянной прецессии, полученными в результате наблюдений, которые производились в древности и в Средние века. Он заключил, что прецессия за 400 лет до Птолемея была медленнее, чем в период между Птолемеем и Аль-Баттани, а в этот период быстрее, чем после Аль-Баттани. Он также считал, что наклон эклиптики проявляет признаки нерегулярного изменения, и поэтому разработал гипотезу, чтобы объяснить эти (воображаемые) явления. Он допускает два движения земной оси под прямым углом друг к другу, которые называет либрациями, потому что они, подобно движению маятника, быстрее всего в середине; одно из них перемещает полюсы по линии, проходящей через полюсы эклиптики, из-за чего наклон изменяется в пределах от 23°52? и 23°28? в течение 3434 лет, а другое – под прямым углом к первому, в результате чего величина прецессии варьируется в течение 1717 лет. Их комбинированное действие заставляет полюс Земли двигаться по окружности двух малых кругов с радиусами 6? через fkilgminf; причем е — полюс эклиптики, a ei — среднее наклонение. Однако это геометрическое представление предназначено только для того, чтобы дать приблизительную картину явлений, так как оно не может в то же время дать значений вариаций наклонения и прецессии, которые удовлетворяют данным положенных в основу наблюдений. Равноденствие на самом деле колеблется в пределах до 70? в обе стороны от среднего положения, в то время как годовая прецессия меняется в пределах 50,2015? ± 15,3695?. Чтобы избежать неравенства, Коперник всегда отсчитывает долготу от у Овна, а не от равноденствия.


Будучи вынужден в данном случае отказаться от обычного принципа кругового движения, Коперник считает необходимым доказать, что прямолинейное движение можно получить путем сочетания двух круговых, как, например, когда круг катится по внутренней стороне окружности другого круга с радиусом в два раза больше, и в таком случае точка на окружности меньшего круга будет описывать диаметр большего. Мы уже видели, что Насир ад-Дин ат-Туси знал эту теорему и использовал ее в своей планетной теории. В рукописи Коперник добавил, но затем снова вычеркнул следующее предложение: «При этом нужно заметить, что если при прочих одинаковых условиях круги hg и cf не будут равны, то точка h опишет не прямую линию, а коническое или цилиндрическое сечение, которое математики называют эллипсом; но об этом в другом месте». Он, наверное, заметил, что в целом это будет только гипоциклоида, похожая на эллипс, и потому вычеркнул это предложение. И все же любопытно, что Коперник осознавал, что сочетание круговых движений производит скорее другие кривые, чем круги и прямые линии.

Придав годовую орбиту Солнцу и позволив ей объяснить «вторые неравенства», Коперник заложил основу системы гораздо более простой, чем система птолемеевская. Но, к сожалению, он был вынужден омрачить простоту своего труда, потому что гелиоцентрическая система сама по себе не могла объяснить разные скорости планет на орбитах – «первые неравенства». У него не было никакого способа обойтись без эксцентров и эпициклов. Как и в главе о системе Птолемея, мы кратко опишем использованные им геометрические построения.

Что касается движения Земли вокруг Солнца, то Коперник, конечно, не мог добавить ничего существенного к эксцентрическому кругу (или концентрическому кругу с эпициклом), к которому прибегнул Птолемей для движения Солнца. Он определил эксцентриситет орбиты = 0,0323 и долготу апогея = 96°40?. Здесь он опять не учел неточность греческих и арабских наблюдений. Он обнаружил, что эксцентриситет уменьшился, а долгота апогея увеличилась, но он полагал, что эти изменения не были регулярными. Хотя он признал, что определенный Аз-Заркали апогей должен быть ошибочным[299], ему не пришло в голову усомниться в том, что между временами Гиппарха и Птолемея не было никаких изменений, как и в том, что с тех пор скорость смещения апогея еще увеличилась.


Поэтому Коперник счел необходимым предположить следующее движение линии апсид. Солнце, центр мира, находится в точке S, вокруг него точка А движется по кругу с запада на восток примерно за 53 000 лет[300], в то время как точка В, центр орбиты Земли, движется вокруг А по небольшому кругу в противоположном направлении за 3434 года, за тот же период, что и период изменения наклона. Если радиус земной орбиты ВТ = 1, то SA = 0,0368 и АВ = 0,0047. Когда В находится в точке 1 на малом круге, эксцентриситет максимален, это имело место около 64 года до н. э.; в точке 3 (которую В должна была достичь примерно через сто лет после Коперника) эксцентриситет достигнет своего минимума и апогей будет двигаться быстрее всего.

Ретик в своем Narratio prima добавляет любопытный астрологический комментарий к описанию этого движения апогея. Когда центр орбиты Земли находился в точке 1 и эксцентриситет был максимальный, Римская республика склонялась к империи, а по мере уменьшения эксцентриситета Римская империя приходила в упадок и наконец погибла. Когда эксцентриситет достиг среднего значения в 2, возник ислам и появилась еще одна великая империя, которая продолжала расти; но когда эксцентриситет достигнет своего минимума в XVII веке, эта империя, Бог даст, вскорости рухнет. Когда эксцентриситет снова достигнет среднего значения (4), можно ожидать второго пришествия Христа, так как центр орбиты Земли был в том же месте при сотворении мира; и эти расчеты не сильно отличаются от слов Элиягу о том, что мир будет существовать шесть тысяч лет, в течение которых произойдет около двух оборотов этого колеса фортуны. Интересно было бы узнать, какие важные события произошли во время прохождения критических точек в первом обороте. Сам Коперник ничего не говорит об этой теории империй, но можно не сомневаться в том, что Ретик не вставил бы ее в свою работу, если бы не услышал ее из уст D. Doctor Ргаесерtor, как он всегда называет Коперника[301].

Движение Луны Коперник представляет при помощи гораздо более простых конструкций, чем у Птолемея. Уравнение центра он объясняет эпициклом, но для второго неравенства он отвергает эксцентрический деферент и вместо этого использует второй эпицикл. Таким образом, центр деферента находится в d в центре Земли, а на его окружности центр первого эпицикла движется с запада на восток вместе со средним сидерическим движением Луны. Центр второго эпицикла движется на окружности первого в противоположном направлении со средним аномалистическим движением (13°3?53?56,5?? в день, считая в античной манере от апогея а), в то время как Луна движется на втором эпицикле с запада на восток, дважды в каждую лунацию, находясь в е в каждой средней сизигии и в/в каждой средней квадратуре. Такое построение позволяет избежать огромного изменения параллакса, вытекающего из построений Птолемея. Коперник сохранил античное значение суммы двух неравенств 7°40? и таким образом определил радиус первого эпицикла cb = 0,1097, а второго ае = 0,0237. Наибольшее расстояние Луны он установил как 68?, наименьшее – 5217/60 полудиаметров Земли, оба имеющие место в квадратуре.


Ввиду этого видимый диаметр Луны колеблется между 28?45? и 37?34?, что является значительным улучшением (как замечает Коперник) теории Птолемея, согласно которой видимый диаметр должен достигать почти градуса в перигее.


В планетных теориях у Коперника было большое преимущество перед Птолемеем, а именно в том, что (в отношении движения по долготе) ему пришлось иметь дело только с первым неравенством, период которого равен сидерическому периоду обращения. Это Птолемей объясняет эксцентрическим кругом и эквантом или кругом равномерного углового движения, причем центр деферента или круга равных расстояний находится на полпути между Землей и центром экванта. Коперник мог бы взять эту схему, но он полагал, что принцип равномерного кругового движения нарушается введением экванта, и потому должен был найти другое объяснение. Для внешних планет это было сравнительно легко. На рисунке d является центром орбиты Земли, относительно которой как представляющей среднее движение Солнца (то есть Земли) Коперник всегда рассматривал движения планет. Центр эксцентрической орбиты планеты находится в точке с, в то время как планета движется вокруг эпицикла в ту же сторону и с той же угловой скоростью, с которой ее центр движется вокруг эксцентра. Радиус ае эпицикла составляет одну треть от эксцентриситета cd деферента, фактически cd + ае = эксцентриситету экванта у Птолемея, так что, вместо того чтобы разделить эксцентриситет надвое, как сделал Птолемей, Коперник отдал ? его деференту, а все остальное учел с помощью эпицикла, но результат остался прежним. Планета находится в f, когда центр эпицикла находится в точке а, в i, когда центр находится в g, и так далее; и, как указывает Коперник, планета не будет описывать окружность, так как i находится вне окружности, проходящей через f и l[302].

Вместо эксцентрического круга можно было ввести круг с равным радиусом, но центром в d[303]. В таком случае на нем должен был перемещаться эпицикл с радиусом cd и прямым движением, на другом – эпицикл с радиусом ? cd в тот же период, но с попятным движением, на котором, наконец, планета будет двигаться по прямой с удвоенной скоростью, так что всякий раз, когда центр меньшего эпицикла находится в апсидах большего, планета находится в перигелии меньшего. Этот эпицикл эпицикла (epicycli epicyclium) будет производить то же действие, что и эпицикл эксцентра (есcentrepicyclum), описанный выше, но Коперник предпочел последний вариант как более простой.

В системе Коперника птолемеевские эпициклы Венеры и Меркурия стали орбитами двух планет, обращающихся вокруг Солнца. Но максимальные элонгации этих планет не всегда одинаково велики, каковой факт отчасти обусловлен эксцентриситетом их орбит, отчасти эксцентриситетом земной орбиты. В случае Венеры это явление довольно простое, так как ее собственная орбита имеет очень малый эксцентриситет; и потому Коперник ввел подвижный эксцентр в манере Аполлония, то есть позволил центру орбиты Венеры двигаться вокруг среднего центра ее орбиты по малому кругу со скоростью вдвое больше угловой скорости Земли и в том же направлении. Всякий раз, когда Земля проходит линию, произведенную апсидами Венеры, в точках а и b, центр эксцентра находится в точке m малого круга, ближайшей к среднему Солнцу, а радиус малого круга составляет одну треть от среднего эксцентриситета, dn = ? cd.


Но по причине очень большого эксцентриситета орбиты Меркурия (?, или более чем вдвое больше, чем у Марса) для него эта теория оказалась недостаточна. Центр малого круга теперь находится в n, когда Земля находится в а или b, и планета движется не на эксцентре, а назад и вперед по линии kl (диаметр малого эпицикла), которая всегда направлена к центру эксцентра, так что Меркурий находится в k каждые шесть месяцев, когда Земля находится в а или b, а центр эксцентра – в n, и в l, когда средняя гелиоцентрическая долгота Земли отличается на 90° от долготы апсид Меркурия, в то время как i обходит эксцентр за 88 дней. «Отсюда следует, что Меркурий в своем собственном движении не будет описывать всегда одну и ту же окружность круга, но очень сильно отличающиеся в зависимости от расстояния от центра орбиты, а именно наименьшую при нахождении в точке k, наибольшую в l и среднюю в i[304], приблизительно так же, как можно заметить у лунного эпицикла на эпицикле. Но то движение, которое Луна имеет по окружности, Меркурий совершает взад и вперед по диаметру, однако и это движение складывается из равномерных; как это происходит, мы показали, говоря о предварении равноденствий». Коперник не дает никаких объяснений тому, почему он отклоняется от кругового движения в данном конкретном случае.

Мы уже говорили, что Коперник не вел систематических наблюдений, но считал, что нескольких наблюдаемых положений для каждой планеты достаточно для определения элементов ее орбиты. Он определил эксцентриситет и долготу апогеев трех внешних планет по трем противостояниям, наблюдавшимся Птолемеем, а также по трем другим, которые наблюдал сам, и пришел к интересному открытию, что все долготы апогеев увеличились гораздо больше, чем можно было бы объяснить прецессией; и хотя он сильно преувеличил фактическую величину движения линий апсид, все же мы не можем отказать ему в чести этого открытия[305]. После нахождения этих двух элементов орбиты ему осталась простая задача определить отношение полудиаметра деферента каждой планеты к полудиаметру орбиты Земли по одному наблюдаемому положению планеты за пределами противостояния. Придав таким образом относительные размеры всей системе, Коперник добился большого преимущества над Птолемеем, так как никакая геоцентрическая система не может дать ни малейшего представления о расстояниях планет, хотя, как мы уже видели, фактические расстояния (относительно расстояния до Солнца) в действительности все вместе скрыты в соотношениях радиуса деферента к радиусу эпицикла, найденных Птолемеем. Расстояния до внутренних планет от Солнца, радиусы их эпициклов, по Птолемею, легко найти из наблюдений наибольшей элонгации, а вот Копернику приходилось полагаться исключительно на наблюдения, зафиксированные Птолемеем. Он приводит лишь одно наблюдение Венеры, сделанное им самим (покрытие Луны в 1529 г.), и ни одного наблюдения Меркурия, который, по его словам, доставил ему немало затруднений, потому что Меркурий редко виден из-за испарений Вислы[306]. Но все же ему удалось добыть три наблюдения Меркурия, одно сделанное Бернгардом Вальтером и два – Иоганном Шенером, и в случае этой планеты он также нашел прямое движение линии апсид[307].

Далее мы приводим средние расстояния до планет от Солнца, найденные Коперником: они почти идентичны тем, которые получаются исходя из определений Птолемея.


Что касается расстояния от Земли до Солнца, то Копернику пришлось принять значение солнечного параллакса, данное Гиппархом, сделав только мелкую поправку на значения видимых диаметров Солнца и Луны. Он заключает, что средний параллакс равен 3?1?, а среднее расстояние равно 1142 полудиаметра Земли.

В своей шестой книге, самой короткой из всех, Коперник касается широты планет, и в этой части своего труда он держится ближе всего к Птолемею, а также в ней сильнее всего ощущается нехватка точных наблюдений и мешает ему избавиться от ненужных осложнений. Орбиты трех внешних планет наклонены к плоскости эклиптики, но угол наклона не постоянен, а слегка варьируется в синодический период, будучи наибольшим, когда планета находится в противостоянии, и наименьшим, когда она находится в соединении. Средние значения наклона и пределы их изменения таковы:


Теория Меркурия и Венеры точно так же сложна, как у Птолемея. Для каждой из этих планет линия узлов падает на линию апсид, и поэтому наблюдаются наибольшие широты, когда планета находится в 90° от апогея; но они подвержены двум видам колебаний, или «либраций». У первой период составляет полгода, так что всякий раз, когда среднее положение Солнца проходит через перигей или апогей планеты, наклон является наибольшим. Вторая либрация отличается от первой тем, что совершается относительно движущейся оси, причем планета всегда проходит через нее, когда Земля находится в 90° от апсид; но когда апогей или перигей планеты повернут к Земле, Венера всегда максимально отклоняется к северу, а Меркурий – к югу. Предположим, например, что среднее положение Солнца приходится на апогей Венеры и планета находится в том же самом месте, тогда при простом наклоне в первом колебании планета не имела бы никакой широты, но второе колебание, у которого ось пересекает под прямыми углами линию апсид, производит наибольшее отклонение. Но если Венера в этот момент находилась бы в 90° от апсид, то ось этого колебания совпала бы с линией среднего положения Солнца, и Венера добавила бы к северной «рефлексии» наибольшую «девиацию» или отняла бы от южной ту же величину. Пусть abcd будет орбитой Земли, а flgk – эксцентрической орбитой Венеры или Меркурия в ее среднем наклоне к первой, а fg – линией узлов. Когда и Земля, и планета находятся на прямой линии ac, планета не имеет широты, но некоторая широта будет получаться по бокам на полуокружностях gkj и flg, и эту широту планеты одни называют обликвацией, а другие – рефлексией. Но когда Земля находится в точке b или d, то такие же широты в gkj или flg, и они называются деклинациями, и «они скорее по названию, а не по существу отличаются от первых». Но так как угол наклона при обликвации оказывается больше, чем при деклинации, то полагают, что это вызывается неким колебанием около fg как оси. Далее Коперник допускает еще один «круг для девиации», наклонный к gkfl, концентрический с эксцентром для Венеры и эксцентрический для Меркурия.


Их линия пересечения rs является движущейся осью этого колебания. Когда Земля находится в а или b, планета достигает крайнего предела девиации в точке t, а когда Земля отходит от а, планета в то же время отходит от t с той же скоростью, причем наклон круга девиации уменьшается и, когда Земля достигает b, планета достигает узла r этой широты. Но в этот момент две плоскости совпадут и разойдутся в разные стороны, так что остальной полукруг девиации, который ранее был южным, теперь будет северным, и Венера, которая до того находилась в северной широте, возвратится туда же и в этом колебании никогда не пойдет к югу. Точно так же Меркурий будет отклоняться только на юг. Для обеих планет период составляет 1 год.

Ниже мы приводим числовые данные, принятые Коперником:


Коперник, как будто подумав, что, может быть, слишком близко придерживается Птолемея, дает и другое объяснение отклонения, допуская, что центр планетной орбиты лежит вне плоскости орбиты Земли, всегда с одной и той же стороны от нее, но на расстоянии, меняющемся в течение года.

В целом эта теория широты была лишь небольшой модификацией теории Птолемея. Вполне естественно, что Птолемей должен был испытывать большие трудности с представлением широт, ведь ему пришлось проводить линию узлов через Землю, а не через Солнце. Но Коперник тоже допустил ошибку, хотя и в меньшей степени, позволив ей пройти через центр земной орбиты. Это сместило узлы, так что у планеты оказалась некоторая широта, хотя ее не должно было быть вообще (или она должна была быть в эклиптике), и величина этой широты менялась в зависимости от положения Земли на ее орбите. По той же причине наибольшая северная широта планеты оказывалась отличной от ее наибольшей южной широты, и разница между ними также как будто изменялась в зависимости от положения Земли. Неудивительно, что ему пришлось допустить колебания орбит.

На теории широт заканчивается бессмертный труд «О вращении небесных сфер». Совершенно независимо от дерзкой теории движения Земли, которую даже его противники (по крайней мере те из них, чье мнение хоть чего-то стоит) признавали достойной великого ума, книга сразу же вознесла ее автора на одну высоту с Гиппархом и Птолемеем. Впервые с опубликования «Синтаксиса» астроном произвел на свет труд, который занял место этого испытанного временем памятника греческой науки. Это был не просто комментарий к «Альмагесту», не просто очерк соперничающей теории планет, как у Аль-Битруджи и Фракасторо; эта новая книга представляла собой полный пересмотр всего содержания работы Птолемея и дала новые теории и новые таблицы движения планет, которые практически не зависели от учения о движении Земли и могли применяться даже теми, кто выступал категорически против этого учения. Основные элементы планетных орбит были заново определены, и, хотя это было сделано на основе совершенно недостаточного количества новых наблюдений, в то время этого недостатка, по-видимому, никто не заметил.

Другой и более серьезный изъян, отчасти вызванный нехваткой новых наблюдений, отчасти чрезмерным доверием к точности наблюдений Птолемея, заключался в том, что Коперник во многих случаях держался слишком близко к своему великому предшественнику. Человек, свергнувший Землю с ее величественного положения центра Вселенной и распознавший, что она всего лишь одна из планет, все же был вынужден уделить ей исключительное положение в своей новой системе. Хотя Коперник и сказал, что «в середине всего стоит Солнце», в своих планетных теориях он исходил из того, что центром всех движений является центр земной орбиты, отличный от положения Солнца. А год, то есть период обращения Земли, был тесно связан с движением двух внутренних планет по долготе и по широте, и то же самое верно для движения внешних планет по широте, так что Земля оказалась почти столь же важным небесным телом в новой системе, как и в старой. Помимо того, движение Земли не особенно упростило старые теории, ибо, несмотря на исчезновение нежелательных эквантов, систему все еще переполняли вспомогательные круги. Однако это, по всей видимости, для Коперника не было недостатком, потому что свой «Малый комментарий» он завершает следующими словами: «Таким образом, Меркурий движется при помощи всего семи кругов, Венера – при помощи пяти, Земля – при помощи трех, а Луна вокруг нее – при помощи четырех; наконец, Марс, Юпитер и Сатурн – при помощи пяти кругов каждый. Таким образом, для Вселенной будет достаточно 34 кругов, при помощи которых можно объяснить весь механизм мира и всю хорею планет».

Кеплер был не так далек от истины, когда сказал, что Коперник не знал, насколько он богат, и больше стремился истолковать Птолемея, чем природу (хотя подошел ближе к этому, чем кто бы то ни было другой), поскольку не смог увидеть, насколько ненужными были эти вариации широты, и относил колебания к плоскостям эксцентров, следуя не движению этих эксцентров, a (quod monstri simile sit) движению Земли – тела, которое не имело к ним никакого отношения.

Коперник, однако, прекрасно сознавал, что он лишь положил начало реформе астрономии и что предстоит проделать огромную работу, прежде чем она будет завершена. Он сказал Ретику, что ликовал бы не меньше Пифагора, когда тот открыл свою теорему, если бы смог согласовать свою планетную теорию с наблюдаемыми положениями планет хотя бы в пределах 10?. Однако достигнутая им точность на самом деле была очень далека даже от этого скромного предела. Конечно, поскольку накапливалось все больше наблюдений, выявлявших ошибки в теории, он мог поставить эпицикл на эпицикл, чтобы разделаться с этими ошибками, ведь это все равно что выразить функцию рядом членов, включая синусы и косинусы углов, пропорционально времени, прошедшему с определенной эпохи, и именно это и делают астрономы до сих пор. Но фундаментальная ошибка Коперника состояла в том, что он принял центр земной орбиты в качестве центра всех движений, так как в теории Марса это может привести к весьма значительным ошибкам в геоцентрической долготе планеты[308].

Но если Коперник и не создал того, что сегодня понимают под «системой Коперника», давайте не будем забывать о том, что он действительно сделал. Он не только показал, что гипотеза годового движения Земли вокруг Солнца может в очень простой форме объяснить самые вопиющие неравномерности движения планет, но и создал основанную на ней полную астрономическую систему, систему, способную к дальнейшему развитию, как только некий неутомимый наблюдатель осознал бы необходимость педантично перепроверить все небесные явления.

<<< Назад
Вперед >>>

Генерация: 4.397. Запросов К БД/Cache: 0 / 2
Вверх Вниз