Думать или верить? Ода человеческой ослиности
Шрифт:
богослов и сподвижник Лютера Ф. Меланхтон, а вслед за ним и сам Лютер, объявили теорию Коперника абсурдной. Но просьбы друзей и некоторых ученых убедили астронома все же опубликовать его труд.
Еще до выхода сочинения в свет появился первый публичный отзыв молодого виттенбергского профессора математики Г.И. Рэтика, который в 1539 г. специально приехал в Польшу к Копернику для ознакомления с его трудом и стал ярым поборником его новой астрономии. После тщательного, почти двухгодичного изучения рукописи „Об обращениях“, Рэтик подготовил ее сжатое изложение „…Об обращениях…Николай Коперник….повествование первое“, опубликованное в 1540 г. в Гданьске. Ценность этого сочинения в том, что автор осветил в нем факты и мнения, известные ему непосредственно из общения с Коперником. В частности, он свидетельствовал, что Коперник пришел к заключению о движении Земли прежде всего из анализа явления прецессии, и лишь затем для него оказались важны предпосылки о месте Солнца в планетной системе и принцип сохранении равномерного кругового движения. Остальные аргументы стали для Коперника уже следствием сделанного им открытия. Печатание труда „Николая Коперника, уроженца Торуни, об обращении небесных сфер шесть книг“ (издатель, лютеранский теолог исказил более короткое авторское название сочинения „Об обращениях“, не включил в книгу предисловие автора, воздающее похвалу астрономической науке, но дал собственное анонимное слово „К читателю“, сводящее теорию Коперника лишь к гипотезе, удобной для вычислений: „Пусть же никто не ожидает от астрономии ничего точного в отношении гипотез, ибо она ничего
Старясь избежать неприятностей с церковью, Коперник посвятил свой труд папе Павлу III (1468-1549, папа с 1534 г.) – последнему папе эпохи Возрождения, покровителю искусств и инициатору Контрреформации, утвердившему в 1540 г. орден иезуитов, созданный на базе Общества Иисуса, организованного в 1534 г. при Парижском университете испанским дворянином Игнатием Лойолой в целях борьбы с Реформацией. Павел, используя опыт испанской инквизиции, создал, кроме того, в 1542 г. в Риме Высший апостольский трибунал, предназначенный для ведения судебных процессов против еретиков во всем мире с правом приговаривать их к тюремному заключению, конфискации имущества и смертной казни. Коперник, конечно же, не мог предвидеть того, что ровно через десять лет после смерти этого Павла другой папа Павел IV (1476 -1559; с 1536 г. – великий инквизитор, или председатель Священной канцелярии, несгибаемый поборник христианской морали, ставший папой в 79 лет, с 1555 г.; умер в момент обращения к своему окружению с призывом бороться с ересью) создаст „Индекс запрещенных книг“, в который еще через 57 лет, в 1616 г., при очередном папе Павле V(1552-1621, папа с 1605 г.; по его инициативе был начат инквизиционный процесс против Галилея, пропагандировавшего учение Коперника, а также было запрещено само употребление тезиса „Солнце не движется вокруг Земли и Земля не является центром Вселенной“) и более чем на 200 лет попадет книга и самого Коперника [4,5,26].
А пока, обращаясь в своем посвящении к папе, Коперник оправдывал, как провинившийся школьник, причины своего исследования [19,21]: „я хочу, святейший отец, чтобы ты ведал о том, что я ничем иным не был приведен к мысли придумать иной способ вычисления движения небесных тел, как только тем обстоятельством, что относительно исследований этих движений математики не согласны между собой. И прежде всего столько имеют сомнений относительно движения Солнца и Луны, что не умеют даже обозначить и подсчитать постоянную величину тропического года [тропический год есть промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия, и знание его точной величины важно для разработки солнечного календаря – Г.А.Л.]. А затем при установлении движения как тех двух [Солнца, Луны], так и остальных пяти планет они не пользуются теми же самыми предпосылками… приняли…множество таких установок, которые вопиющим образом противоречат основным принципам равномерности движения. Не сумели они и открыть либо вывести из них важнейшие вещи, а именно построение Вселенной и порядка ее частей“. Далее Коперник ссылается на пионерские работы античных астрономов:“я принял на себя труд прочесть доступные мне сочинения всех философов с целью убедиться, допускал ли кто-либо из них иной род движения, чем тот, который преподается в наших школах. И действительно, я встретил у Цицерона упоминание, будто Никетас [пифагореец Гикетас, или Гикет, из Сиракуз, о.Сицилия – Г.А.Л.] считал, что Земля движется. Затем я отыскал несколько других имен людей, разделяющих подобные воззрения, у Плутарха: „…пифагореец Филолай считает, что Земля обращается вокруг огня по наклонному кольцу, подобно как Солнце и Луна. А Гераклид из Понта и пифагореец Экфант признавали, правда, что Земля движется, но считали это движение не поступательным, а вращательным. Побуждаемый этим, я начал задумываться над движением Земли“.
Пытаясь предупредить теологические обвинения в свой адрес, он продолжал: “Думается мне, святейший отец, что некоторые лица, как только узнают, что я в сочинении моем о движениях небесных сфер допускаю различное движение земного шара, без дальнейшего разбора осудят меня и мои воззрения. Я вовсе не столь высокого мнения о своей теории, чтобы не обращать внимания на мнения других. Хотя знаю, что мысли философа довольно далеки от суждения народного, так как первый обязан во всем доискиваться истины настолько, сколько дано от Бога уму человеческому, но тем не менее я полагаю, что должно отрешиться от взгляда, далекого от истины. По этой причине, рассуждая сам с собою о том, сколь нелепо покажется всем, знакомым с утвердившимся в продолжение стольких веков мнением о неподвижном положении Земли в центре Вселенной, если я, наоборот, стану утверждать, что Земля движется, я долго колебался, обнародовать ли в печати мои исследования, или же следовать мне примеру пифагорейцев и других, которые передавали тайны философии не письменно, а словесно, и то одним лишь родственникам своим и друзьям. Так поступали они, конечно, не из недоброжелательства, как думают некоторые, но с той целью, чтобы прекрасные плоды трудных исследований великих мыслителей не были пренебрегаемы теми, которые или не желают заниматься наукой без корыстных целей, или же, будь они примером или увещеваниями других побуждены к занятию философией, тем не менее, по недеятельности своей, играют между философами такую же роль, как трутни между пчелами…Чем бессмысленнее в настоящее время многим покажется мое учение о движении Земли, тем более заслужит оно благодарности и удивления, если изданные мои исследования, благодаря ясным своим доводам, рассекают мрак кажущегося противоречия“. Завершая обращение к папе, Коперник выражает надежду на то, что „мои исследования могут приносить пользу церкви, ныне тобой управляемой“. Знал бы он, сколько проблем на века вперед принесет церкви его учение…
Первые разделы первой книги „Об обращениях“ посвящены основам астрономии и располагаются в том порядке, какому следовал в своем сочинении Птолемей. Отклоняя аргументы последнего относительно неподвижности Земли, Коперник признает ее вращение вместе с окружающей ее атмосферой естественным и не требующим внешних причин. Он определяет философское понятие тяжести, отождествляемой с тяготением к центру мира, как естественное стремление частей к соединению в форме шара, тяге, существующей „в равной мере на Солнце, на Луне и на других светящихся планетах“. Далее автор отмечает, что положение Солнца в центре Вселенной „подтверждает закон порядка, в каком эти тела следуют один за другим, и гармонию всего мира“. Этот закон порядка – один из важнейших аргументов против системы Птолемея, в которой каждая планета, не говоря уже о Земле, рассматривалась в отрыве от всей системы. В другом месте Коперник подчеркивает, что в Солнечной системе им найден „поразительный миропорядок и установленная гармоничная связь между движением и размером сфер, какой иным способом открыть невозможно“ [19,21]. Здесь, видимо, впервые в истории науки одним из веских аргументов в защиту правильности теории становится такой интуитивный, неформализуемый критерий как красота и гармония теории или открытия. Описательная часть первой книги завершается кратким анализом тройственного движения Земли и размышлениями о прямолинейной и сферической тригонометрии (эти сведения были изданы отдельно еще в 1542 г.).
Вторую книгу своего труда Коперник посвятил теориям сферической астрономии и заключает ее, по примеру Птолемея, каталогом из тысячи с лишним звезд. В третьей книге (ее первая часть посвящена подробному изложению новой теории прецессии) он описывает видимое движение Солнца, соотнесенное со сферой постоянных звезд. При этом неподвижное Солнце находится в эксцентре круговой орбиты Земли, но используются и дополнительные круги для учета изменений эксцентриситета орбиты во времени. В четвертой книге им приводится теория движения Луны и даются методы расчета солнечных и лунных затмений, а планетам посвящены последние две книги (в пятой рассматривается движение планет в плоскости эклиптики, а в шестой – с учетом наклона планетарных орбит к этой плоскости, причем собственной теории движения планет автор предпослал краткое изложение теории Птолемея) [19]. О порядке небесных орбит Коперник сообщает следующее: “Исходя из начала, более других приемлемого, что с увеличением орбит планет увеличивается и время обращения, мы получим следующий порядок сфер, начиная с высшей: первая из сфер, заключающая в себе все прочие, есть сфера неподвижных звезд; она неподвижна, и к ней мы относим все движения и положения звезд. Хотя некоторые допускают движение и этой сферы, но мы докажем, что и это движение выводится из движения Земли. Под этой сферой – сфера Сатурна, совершающего обращение свое в 30 лет; далее следует Юпитер, обращающийся в 12 лет; потом Марс, совершающий обращение свое в 2 года, и далее Земля, обращающаяся в 1 год; Венера обращение свое совершает в 9 месяцев, и, наконец, Меркурий – в 88 дней [современные значения периодов обращения соответственно 29,46 лет; 11,86; 1,88; 1,0 год; 224,7 суток; 88 суток – Г.А.Л.]. В середине всех этих орбит находится Солнце; ибо может ли прекрасный этот светоч быть помещен в столь великолепной храмине в другом, лучшем месте, откуда он мог бы все освещать собой“ [21].
Важнейшим элементом новой астрономии стало открытие подлинного механизма прецессии как движения земной оси. Теория этого „третьего движения Земли“ базируется у Коперника на наблюдениях, проделанных за 1800 лет до него (с 3 в. до н.э.), что позволило установить скорость этого движения. Вместе с тем, неточность древних наблюдений, привела астронома к ошибочному признанию временных нарушений в прецессионном цикле. Теорию движения планет и, в частности, их попятное, петлеобразное движение, гелиоцентрическая астрономия объясняла без использования птолемеевого эпицикла, а посредством меняющегося положения наблюдателя, уносимого Землей в ее движении вокруг неподвижного Солнца. Оставалось еще объяснить отклонения планет от равномерного движения, вызываемого в действительности, как это было установлено Кеплером уже после Коперника, их неравномерным движением по эллиптической орбите. Для этого Коперник использовал эксцентричный круг с малым эпициклом, что упростило представление движений планет по сравнению с более сложной конструкцией Птолемея. Вместе с тем, в сочинении Коперника остался пережиток геоцентрической астрономии, при котором планетарные орбиты определялись не относительно эксцентра (у Птолемея в нем находилась Земля, а у Коперника – Солнце), а относительно центра круга, что вносило в движение планет некоторые нарушения, зависящие от годового положения Земли на ее орбите. Особенно отчетливо эти нарушения проявлялись в движении внутренних, или нижних, планет – Венеры и Меркурия. Тем не менее, Копернику удалось установить размеры и положения планетарных орбит, отметив при этом подвижность их линии апсид (линии, соединяющей минимальную и максимальную точки удаления планеты от Земли). Важным новшеством в гелиоцентрической астрономии стал введенный Коперником наклон планетарных орбит к плоскости эклиптики, который в прежней астрономии понимался как абстрактные временные колебания планетарных орбит, отражаемые в системе Птолемея изменением наклона эпициклов.
Целью труда Коперника было выяснение истинного устройства мира, а не создание собственной теории. Но, внося необходимые изменения в систему Птолемея, он естественным образом привел ее к крушению, и, как следствие, – к рождению новой теории. Гелиоцентрическая теория Коперника не стала сразу после ее опубликования долгожданной всеобщей истиной. К ее признанию обществом вел долгий и тернистый исторический путь. С самого начала по отношению к ней преобладала отрицательная оценка современников, основанная на устоявшихся многовековых философских и религиозных догмах (об этом сказано выше). Лишь несколько близких по духу к Копернику людей (среди них Г.И.Рэтик) пытались публично отстаивать новое учение (их сочинения не дошли до наших дней) и доказывать, что оно соответствует главному документу эпохи – Священному писанию. Еще многие годы преимущества теории Коперника были ясны только малому числу астрономов, а большинство людей, включая ученых и философов, придавленных гнетом религиозно-мифологических представлений, усматривало в ней лишь фантастическую гипотезу. Г. Галилей, называвший себя учеником Коперника, так писал о своем учителе [2]:“У немногих стяжал он бессмертную славу и бесчисленным множеством – ибо таково число глупцов – осмеян и освистан“ (как удивительно с этим суждением перекликаются мысли древнегреческого философа Гераклита Эфесского: “многие – дурны, немногие – хороши“ и Дж. Бруно:“глупых и несправедливых несравненно больше, чем умных и справедливых“). Но, независимо от оценки космологического, философского и религиозного аспектов коперникового труда, его сочинение „Об обращениях“ способствовало росту посмертной славы ученого как астронома- математика, создателя теории астрономических явлений, позволявшей гораздо точнее, чем прежде, рассчитывать небесные события. Позднейшая публичная защита и пропаганда учения Коперника со стороны Бруно и Галилея привела к тому, что христианская церковь осознала его реальную угрозу для основ религии и сделала все, чтобы запретить и оболгать его.
Но религиозная вера уже не могла удержать науку, как это удавалось ей ранее на протяжении веков, от дальнейшего необходимого и законного развития. Вначале Кеплер, затем Ньютон, а после них целая плеяда физиков и астрономов нового времени, показали справедливость нового учения, исправили его отдельные ошибки и сделали гелиоцентрическую теорию фундаментом для дальнейшего познания Вселенной. Прямые физические доказательства движения Земли вокруг Солнца и ее суточного вращения появились спустя почти 200 лет после открытия Коперника: в 1725 г. английский астроном Джеймс Брадлей (1693-1762) открыл, а в 1728 г. объяснил аберрацию света (от лат. aberratio уклонение) – изменение видимого положения светила на небесной сфере вследствие конечности скорости света и движения Земли по орбите (годичная аберрация) и ее вращения (суточная аберрация). Он же в 1737 г. в дополнение к прецессии земной оси открыл ее периодические небольшие угловые колебания – нутацию (от лат. nutatio качание, колебание). Еще через сто лет, в 1837 г. российский астроном немецкого происхождения Василий Струве (17931864), а в 1838 г. немецкий астроном Вильгельм Бессель (17841846) впервые определили звездные параллаксы (от греч. paraUaxis уклонение; изменение угла направления на объект, связанное с наблюдением его из двух разных точек, которые совместно с объектом образуют треугольник; угол при вершине объекта равен удвоенному параллаксу, т.е. сам параллакс есть половина этого угла, и он тем меньше, чем дальше находится объект от точек наблюдения) двух ближайших к Солнечной системе звезд в созвездиях Лиры и Лебедя.
Звездный параллакс, или годичный параллакс звезды, есть угол при звезде в прямоугольном треугольнике, под которым со звезды виден его малый катет, равный большой полуоси земной орбиты, т.е. этот параллакс доказывает факт обращения Земли вокруг Солнца (а не Солнца вокруг Земли). Параллаксы для ближайших к Земле звезд меньше одной угловой секунды, и поэтому ранее их было трудно обнаружить и измерить (в 19891993 гг. космический телескоп „Гиппарх“, запущенный Европейским космическим агентством, измерил параллаксы более 100 тыс. ближайших к Солнцу звезд, а 13 декабря 2013 г. в космос стартовал его преемник – телескоп „Гайя“, предназначенный для составления карты нашей Галактики, включая более 1 млрд. звезд, около 20 тыс. экзопланет и множества опасных астероидов). Суточный параллакс (угол, под которым с более близкого к Земле, чем звезда, небесного тела, например, Солнца или Луны, виден радиус земного шара) доказывает факт суточного вращения Земли. В 1851 г. французский физик Леон Фуко (1819-1868) наглядно продемонстрировал факт суточного вращения Земли в опыте с качанием сверхдлинного маятника (маятника Фуко). Другими физическими фактами, подтверждающими вращение Земли, являются отклонение свободно падающих на земную поверхность тел к востоку (в направлении вращения Земли), подмыв правых берегов рек, текущих в северном направлении (закон Бэра), изменение силы тяжести с широтой (на экваторе она минимальна в силу максимальности центробежной силы, и поэтому запуск космических кораблей с экваториальных космодромов наиболее экономичен по затратам топлива), сплюснутость Земли у полюсов (из-за ее растяжения центробежной силой в экваториальной области) и др.