Книга: История астрономии. Великие открытия с древности до Средневековья

Глава 16 Заключение

Глава 16

Заключение

Кеплер усовершенствовал систему Коперника, и осталось лишь убедить астрономов и физиков, что движение Земли возможно с физической точки зрения, и объяснить причину, почему Земля и планеты движутся по законам Кеплера. Подробно рассказать о том, как движение Земли постепенно находило признание и как великое открытие закона всемирного тяготения Ньютоном объяснило законы Кеплера, означало бы написать историю всей астрономической науки XVII века, но это не входит в цели данной книги. Мы лишь в нескольких словах обрисуем, как распространялось убеждение в том, что Земля движется и как предлагались слабые попытки модифицировать имеющиеся теории вплоть до Ньютона.

За несколько месяцев до выхода книги Кеплера о Марсе недавно изобретенный телескоп направил свой объектив к звездам, а весной следующего года (1610) Галилей опубликовал свой Sidereus Nuncius, «Звездный вестник», где впервые рассказал о замечательных открытиях, сделанных с помощью нового инструмента, в частности о горах на Луне и четырех спутниках Юпитера. В конце своей брошюры Галилей, который уже на протяжении многих лет был приверженцем системы Коперника[358], публично заявил о своих взглядах, подчеркнув сходство между Землей и небесными телами и отметив, что открытие четырех лун, сопровождающих Юпитер во время его движения вокруг Солнца, положило конец загадке, почему Луна одна составляет исключение из общего правила, обращаясь вокруг планеты, а не вокруг Солнца. Еще до конца 1610 года открытие пятен на Солнце предоставило новое и совершенно поразительное доказательство ошибочности аристотелевской доктрины о неизменности небес, в то время как открытие фаз Венеры лишило противников Коперника их излюбленного оружия. Но самым важным стало открытие, что неподвижные звезды в телескопе представляют собой лишь светящиеся точки, чем было доказано, что видимые диаметры величиной в несколько минут, приписанные им всеми предыдущими наблюдателями, не соответствуют действительности. Этот факт начисто смел очень серьезное возражение Тихо Браге о том, что звезда, не имеющая годового параллакса и тем не менее показывающая значительный видимый диаметр, должна быть невероятно громадной.

Неудивительно, что давний сторонник системы Птолемея и до той поры самый решительный противник Коперника Христофор Клавий в последнем издании своего комментария к Сакробоско (1611) заметил, что астрономам придется искать систему, которая бы согласовалась с новыми открытиями, потому что старая им уже служить не может[359]. Однако распространенные возражения о камне, брошенном с башни, пушечном ядре, выпущенном в сторону севера или юга, по-прежнему уверенно выдвигались в опровержение тезиса о вращении Земли, и, доказав их несостоятельность, Галилей сослужил науке важную службу. Он не провозгласил три закона движения, как это часто изображают популярные писатели, поскольку так никогда полностью и не осознал принципа инерции и не сумел понять, что тело будет и дальше само по себе двигаться по прямой линии, притом что он полагал, будто тело, описывающее круг, будет продолжать это всегда, пока на него не воздействует какая-либо сила. И хотя он таким образом не смог полностью освободиться от идей Аристотеля, заявляя о совершенстве кругового движения и даже допуская, что падающее тело описывает дугу окружности, проходящей через центр Земли, не подлежит сомнению, что его популярные объяснения должны были произвести неизгладимое впечатление на многих колеблющихся читателей. Однако в своем увлечении круговыми движениями он зашел так далеко, что совершенно проигнорировал тот факт, что планеты движутся вокруг Солнца не по концентрическим орбитам. Во всем его знаменитом Dialogo sopra i due massimi sistemi del Mondo, Tolemaico e Copernicano, «Диалоге о двух главнейших системах мира, Птолемея и Коперника», нет ни единого намека на эллиптические орбиты; он даже говорит (ближе к концу «четвертого дня»), что мы еще не в состоянии решить, как устроены орбиты отдельных планет, «доказательством чему служит Марс, который по сей день доставляет астрономам множество хлопот; и даже теория Луны излагалась совершенно разными способами после того, как Коперник значительно изменил теорию Птолемея»[360].

Таким образом, Галилей оставил планетную теорию совершенно нетронутой, да и его мнение о природе комет не было тем, которого можно было ожидать от такого упорного противника аристотелевской физики. Браге убедительно доказал, что они являются небесными телами, но Галилей, как кажется, не вполне удовлетворен тем, что они не имеют параллакса, и считает их испарениями, которые поднялись от Земли и своеобразным манером преломляют свет. Иными словами, его мнение по этому вопросу не слишком отличается от мнения Шипионе Кьярамонти, который в своей книге Atitycho, «Против Тихо» (1621), оставил в силе аристотелевское учение о подлунной природе комет; но, с другой стороны, Галилей полностью согласен с Браге относительно того, что новые звезды относятся к небесным телам. Лишь только когда Гевелий вновь показал на основании точных наблюдений, что кометы находятся намного дальше Луны, противникам идеи, что они являются небесными телами, пришлось окончательно смолкнуть, через шестьдесят лет после смерти Браге, а параболическую форму их орбит с Солнцем в фокусе Дерфель открыл лишь в 1681 году.

О гонениях на Галилея со стороны папы и инквизиции за его публичную приверженность (невзирая на предшествующие предупреждения) коперниковской идее движения Земли рассказывалось так часто, что нам нет никакой необходимости подробно рассказывать об этом здесь. Это похоже на акт возмездия, что церковные власти особо обиделись на любопытную и совершенно ошибочную теорию приливов и отливов, которую Галилей выдвинул в «четвертом дне» своего «Диалога», отвергнув старинную идею о том, что их вызывает Луна, и заявив, что они совершенно несовместимы с системой Птолемея. Возможно, его противники побоялись, что «что-то в этом может быть», и из-за этого рассердились. С другой стороны, Галилей не особо справедливо обошелся со своими оппонентами, сделав вид, что система Птолемея – единственная альтернатива системе Коперника. Во всей книге нет ни единого намека на систему Браге, хотя мы вряд ли погрешим против истины, сказав, что около 1630 года никто, на чье мнение стоит обращать внимание, не предпочитал птолемеевскую систему системе Тихо Браге.

Богословы с самого начала взирали на систему Коперника с особой неприязнью, как римско-католические, так и протестантские. Мы уже видели в предыдущей главе, в каких резких словах Лютер и Меланхтон высказывались о ней, а из письма Кеплеру Хафенреффера, профессора богословия Тюбингенского университета, от 1598 года следует, что теория движения Земли пользовалась дурной славой среди тамошних теологов. Но пока еще теория нигде не была запрещена, вероятно, потому, что предисловие Озиандера к книге Коперника (якобы написанное самим автором) разоружало противников, выставляя теорию в качестве простого способа вычислений. На участь Джордано Бруно едва ли могло повлиять то, что он отстаивал теорию движения Земли, поскольку выдвинутых им самых невероятных идей хватило бы на несколько десятков инквизиторских костров. Однако изобретение телескопа и выявленное с его помощью сходство между Землей и планетами высветили вопрос совершенно с иной точки зрения. Из математической гипотезы, которая не затрагивала человечество в целом, он превратился в вопрос о фактическом положении места обитания человека в сотворенном мире, о том, является ли оно (как до сих пор считалось) важнейшей или сравнительно незначительной частью Творения. В течение тысячелетий богословы шаг за шагом отступали с позиций Отцов Церкви; вавилонская система мира, предпочитаемая ими, уступила место системе Птолемея; им пришлось стерпеть антиподов и прочие мерзости; но теперь, когда нечестивые руки попытались спихнуть Землю с ее внушительного пьедестала в центре мира и заставить ее крутиться среди звезд, хотя звездами движут ангелы, а в центре Земли восседает дьявол, богословы перешли в отчаянную и яростную оборону. Всего за несколько лет после изобретения телескопа они приняли меры; 24 февраля 1616 года советники инквизиции в Риме объявили учение о движении Земли еретическим, а 5 марта святая конгрегация торжественно постановила прекратить печать книги Коперника и комментария к Иову Диего Суньиги «до тех пор, пока они не будут исправлены» (donee corrigantur) и вообще прокляли и запретили недавно опубликованную книгу священника-кармелита Фоскарини, в которой он попытался показать, что движение Земли соответствует Писанию. Вслед за этим в 1620 году последовало издание Monitum Sacrae Congregationis ad Nicolai Copernici lectorem, «Предостережения святой конгрегации читателю Николая Коперника», где даны инструкции об изменениях, которые следует внести в книгу «О вращении», прежде чем ее снова можно будет печатать. Изменений не очень много, и они относятся только к тем фрагментам, в которых положительно утверждается движение Земли, но при этом должна быть опущена вся восьмая глава первой книги, а также неуважительная ссылка на Лактанция. Однако не нашлось ни одного издателя, который бы выпустил труд Коперника в таком изуродованном виде. Так как указ 1620 года запретил «все прочие книги, учащие тому же», «Диалог» Галилея, естественно, тоже попал в индекс запрещенных книг в 1633 году. В индексе 1758 года наконец исчезла оговорка, запрещающая «все прочие книги», но труд Коперника, «Краткое изложение» Кеплера, «Диалог» Галилея и некоторые другие книги не выпускались вплоть до 1822 года, так что редакция индекса 1835 года оказалась первой, в которой они не упоминаются. К тому времени уже геология стала предметом ненависти богословов, а после 1859 года теория эволюции органического мира заняла то место в теологических умах, которое когда-то занимала система Коперника.

В протестантских странах не было сделано ни одной серьезной попытки подавить учение о движении Земли, может быть, потому, что это выглядело бы сомнительно, если бы они имитировали действия ненавистной инквизиции; но там, куда достигала власть Римской курии, философам приходилось покориться, хотя некоторые из них делали это очень неохотно. К их числу принадлежит Пьер Гассенди (1592—1655), который в своих многочисленных сочинениях часто хвалит систему Коперника и говорит, что предпочел бы ее, если бы ее не объявили противоречащей Писанию, по какой причине он вынужден согласиться с геогелиоцентрической системой Браге. Он провел эксперимент с камнем, брошенным с вершины мачты движущегося корабля, и пришел к вполне справедливому выводу, что результат равно не доказывает и не опровергает движения Земли[361]. И все же он впал в немилость у своего соотечественника Морина, яростного и непримиримого анти-коперниканца, который посвятил одно из своих полемических сочинений (Alae telluris fractae, «Сломанные крылья Земли», Париж, 1643) опровержению Гассенди. О другом известном астрономе того же времени – иезуите Джованни Баттисте Риччоли (1598—1671) – труднее сказать, каково было его личное мнение на самом деле. В своем великом трактате по астрономии Almagestum Novum, «Новый Альмагест», изданном в двух больших томах ин-фолио (Болонья, 1651), бесценном труде для историка астрономии, он приводит двадцать аргументов (которые опровергает) в пользу движения Земли и семьдесят семь против него, причем многие возражения совершенно пустячные или ссылаются на факты, не имеющие никакого отношения к рассматриваемому вопросу. Он очень благосклонно говорит о Копернике и простоте его системы, но доводы из Писания и Отцов Церкви, а также действия курии, очевидно, имеют для него наибольшую значимость. Тем не менее он приводит свой собственный аргумент, который считает очень убедительным. Если тело упадет с вершины башни ниже экватора Земли (стоящей на месте), оно за четыре секунды пройдет через промежутки пространства, пропорциональные цифрам 1, 3, 5, 7; но если Земля вращается, то, по его мнению, четыре промежутка будут примерно равными и тело ударится о землю не с большей силой, чем после падения в течение одной секунды; следовательно, Земля не вращается. Ошибочность этого аргумента показал известный математик Стефано дельи Анджели, после чего завязался ожесточенный спор между ним, Борелли и Риччоли и сторонниками последнего Манфреди и Дзерилли. Риччоли принимал систему Браге с небольшой модификацией; он принимал движение Меркурия, Венеры и Марса вокруг Солнца, но допускал, что Юпитер и Сатурн движутся вокруг Земли, так как они имеют собственные спутники, причем спутники Сатурна – это его laterones, придатки, то есть его плохо видимое кольцо, еще не признанное таковым. Остальные три планеты являются спутниками Солнца. Он считал первый закон Кеплера недоказанным, потому что совпадение теории с наблюдениями не является доказательством![362]

Конечно, у системы Коперника были и другие противники, которые отвергали ее не из страха перед церковью. Выдающимся среди них можно назвать только Лонгомонтана (1562—1647), главного ученика Тихо Браге. Лонгомонтан написал трактат с весьма уместным названием Astronomia danica, «Датская астрономия», поскольку она была главным образом основана на работе Браге, систему которого он принимал, хотя и признавал вращение Земли. Он отвергал эллиптические орбиты Кеплера, и его точка зрения полностью соответствовала взглядам XVI века.

Но противодействие церкви не затормозило прогресс астрономии, хотя, безусловно, осложнило для системы Коперника путь к признанию за пределами сферы профессиональных астрономов. Идея движения Земли медленно, но верно завоевывала авторитет. И тем не менее по-прежнему оставалось немало астрономов, которые, даже будучи сторонниками Коперника, категорически не принимали планетных теорий Кеплера. Среди них был Филипп Лансберг (1561—1632), который опубликовал таблицы планет на основе теории эпициклов, и эти таблицы пользовались большой популярностью среди астрономов, хотя и в значительной степени уступали «Рудольфинским»[363]. Возражения против второго закона Кеплера высказал Исмаэль Буйо (1605—1694), который в своей Astronomia Philolaica («Филолаева астрономия», Париж, 1645) заменил его одной необычайной теорией. Он предположил, что эллипс является сечением наклонного конуса, на оси которого находится фокус, не занятый Солнцем, в то время как угловая скорость равномерна относительно оси конуса и измеряется круговыми сечениями, параллельными основанию конуса. Помимо того, что эта теория совершенно необоснованна (с какой стати планеты должны ползти по воображаемым конусам?), она является очень слабой заменой теории Кеплера, поскольку в ней очень плохо представлена истинная аномалия, за исключением тех случаев, когда эксцентриситет очень мал. Да и теория Сета Уорда (1617—1689), савильского профессора астрономии в Оксфорде[364], не давала астрономам никакого преимущества. В двух небольших брошюрах он раскритиковал геометрию Буйо и (выкинув его конусы за борт) принял только равномерное движение относительно второго фокуса. До тех пор пока Ньютон не доказал, что второй закон Кеплера необходимо следует из закона тяготения, теория Уорда находила сторонников в Англии, и, видимо, по причине ее очевидных недостатков Джованни Доменико Кассини предположил, что орбиты планет являются не эллипсами, а эллипсоподобными кривыми, в которых постоянной величиной является прямоугольник расстояний точки до двух фиксированных точек, или фокусов[365]. Но эта теория оказалась ничуть не лучше той, которую должна была сменить, и обе они вскоре стали историческими раритетами. Как печально, что первый известный астроном, который полностью и безоговорочно согласился с превосходными результатами трудов Кеплера, – Джеремайя Хоррокс (1619—1641) дожил всего лишь до двадцати двух лет.

Пока предпринимались эти разнообразные бесплодные попытки изменить планетную теорию Кеплера, один великий математик и философ создал общую теорию устройства Вселенной, которая, благодаря известности ее автора, удерживала свои позиции на его родине более ста лет – гораздо дольше, чем она того заслуживала. Декарт сначала собирался подготовить труд «О мире» на основе системы Коперника, но, услышав о суде над Галилеем и его отречении, отказался от этой идеи, поскольку не испытывал никакого желания вступать в конфликт с церковью. Но несколько лет спустя он нашел, как ему показалось, выход из безвыходного положения, так как Земля в его системе не свободно перемещается в пространстве, а уносится вокруг Солнца в вихре вещества, не меняя своего места относительно соседних частиц, то есть можно (с натяжкой) сказать, что она находится в состоянии покоя. Его описание происхождения и современного состояния Солнечной системы содержится в Principia Philosophies, «Первоначалах философии», изданных в Амстердаме в 1644 году. Он полагает, что пространство наполнено материей, которую в самом начале Бог привел в движение, в результате чего возникло огромное число вихрей частиц различного размера и формы, у которых за счет трения стерлись углы. Таким образом, в каждом вихре образуются два вида материи: небольшие округлые частицы, которые продолжают двигаться вокруг центра движения с тенденцией отдаления от него, и мелкая пыль, которая постепенно оседает в центре и образует звезду или солнце, тогда как из некоторых частиц, которые, проходя через вихрь, образуют проходы и скручиваются, возникают солнечные пятна. Они могут либо раствориться некоторое время спустя, либо же постепенно образуют корку по всей поверхности звезды, а затем могут перемещаться от одного вихря к другому в виде комет или осесть в какой-то части вихря, которая имеет ту же скорость, что и они, и образовать планету. Иногда более слабые вихри стягиваются в соседние, более сильные, и таким образом объясняется происхождение Луны и спутников планет.

Вихревая теория Декарта не объясняет никаких особенностей планетных орбит и по сути является чисто умозрительным предположением, не подкрепленным никакими фактами. Она стала результатом естественного желания объяснить движение планет вокруг Солнца, почему они не отклоняются в сторону или вообще не падают на Солнце, однако она могла лишь с трудом объяснить некруговую форму орбит, но в этом отношении уступала магнитно-вихревой теории Кеплера. Другую попытку создать общую теорию Солнечной системы предпринял Джованни Альфонсо Борелли (1608—1679) в книге, которая заявляет, что рассматривает исключительно спутники Юпитера – может быть, для того, чтобы ничего не говорить о движении Земли. Он исходит из того, что планеты по природе стремятся приблизиться к Солнцу (а спутники – к центральному телу), в то время как круговое движение заставляет их отдаляться от него, и эти противоборствующие силы должны в какой-то мере уравновешивать друг друга. Первая из них является постоянной силой, а вторая обратно пропорциональна расстоянию. Что касается движения по орбите, то Борелли, как и Кеплер, связывает его с вращением Солнца, так как лучи солнечного света захватывают планету и движут ее; но в случае Юпитера, который не обладает собственным светом, он просто называет их «движущими лучами». Объясняя овальную форму орбит, он может лишь сказать, что в афелии тенденция приближения к Солнцу преобладает, так что планета постепенно приближается к нему. Тем самым ее скорость увеличивается, как и центробежная сила, которая обратно пропорциональна радиус-вектору, пока обе силы не становятся равными, после чего действие центробежной силы возрастает и вновь увеличивает расстояние от Солнца вплоть до самого афелия.

Таким образом, и в области математической теории, и умозрительных рассуждений люди науки в течение пятидесяти лет после смерти Кеплера безуспешно пытались улучшить или изменить результаты его трудов. Когда они пытались заменить другими правилами два его первых закона, они терпели полную неудачу, а когда размышляли о происхождении и причинах движения планет, то производили на свет столь же неопределенные теории, как и кеплеровские. И все же это был не напрасный труд, ведь они привыкли сами и приучили остальных рассматривать систему Коперника как физический факт и этим помогли ей найти все более широкое признание среди образованных людей в целом. Интересное доказательство постепенной перемены отношения к теории движения Земли дают нам высказывания некоторых известных людей в Англии начала и середины века. Фрэнсис Бэкон в своих трудах несколько раз весьма несправедливо говорит о системе Коперника, как будто она имеет не больше авторитета, чем понятия ионийцев о том, что планеты описывают спирали с востока на запад[366]. С другой стороны, мы находим, что Джон Уилкинс, впоследствии зять Кромвеля, а еще позже епископ Честерский, в 1640 году опубликовал «Рассуждение по поводу новой планеты с целью доказать, что (вероятно) наша Земля является одной из планет»; да и Мильтон в «Потерянном рае» благосклонно говорит о новой системе. Таким образом, в Англии, где еще не появилось ни одного выдающегося астронома, кроме скоропостижно скончавшегося Хоррокса, постепенно была подготовлена почва для человека, которому предстояло подтвердить истинность законов Кеплера и показать, что это не произвольные капризы Природы, а необходимые следствия великого закона, связывающего воедино всю Вселенную. От Фалеса до Кеплера философы стремились найти истинную планетную систему; Кеплер завершил этот поиск; Исааку Ньютону суждено будет доказать, что найденная им система не только согласуется с наблюдениями, но и что никакая другая система не возможна.