Наука Ренессанса. Триумфальные открытия и достижения естествознания времен Парацельса и Галилея. 1450–1630
Шрифт:
Возможно, опасение насмешек – не слишком благородный мотив для отказа от публикации, но он вполне может быть истинным. Полувеком раньше Галилей чувствовал почти то же самое, и нет никаких оснований не верить Копернику, утверждавшему, что этот страх был в нем очень силен. Следует подумать о том, что тогда, как и сейчас, опубликовать книгу – значит представить свои идеи на суд широкой общественности. Коперник давно хотел распространить свою теорию в виде манускрипта (посредством «Маленького комментария»). Эта форма эквивалентна современному методу прочтения научного труда перед узкой аудиторией для обсуждения только специалистами – до официальной публикации. Опубликование De Revolutionibus открыло систему Коперника – автор знал, что так и случится, – для комментариев и критики всех и каждого – гуманистов, схоластов, астрологов, математиков, сумасшедших, церковников. Ведь любой более или менее образованный человек в XVI веке, когда астрономия была самой изучаемой из естественных наук, считал себя достаточно компетентным, чтобы иметь и выражать свое мнение по астрономическим теориям. А вспомнив презрительный комментарий Лютера о дураке, который хотел перевернуть науку вверх тормашками, можно понять опасения Коперника. Нападки протестантского бунтаря вряд ли могли повлиять на его положение в обществе, но он явно не любил насмешек. Да и являясь значимой публичной фигурой, он был уязвим перед нападками университетских
Просматривая De Revolutionibus, мы приходим к выводу, что Коперник самым тщательным образом изучил «Альмагест». Дело в том, что De Revolutionibus – это, по сути, «Альмагест», переписанный книга за книгой, раздел за разделом так, чтобы включить новую теорию Коперника, а во всем остальном изменен незначительно. Позднее Кеплер заявил, что Коперник толковал Птолемея, а не природу, в этом комментарии есть доля истины. Для Коперника путь к природе был в новом толковании птолемеевой астрономии, неверной в деталях, но правильной в концепции. Было очень важно, если хочешь заменить Птолемея, сделать то же самое, только лучше. Коперник и не думал претендовать на новизну – она его не привлекала. Он утверждал, что лишь возродил пифагорейские доктрины, особенно идеи Филолая (V в. до н. э.), как их описал Плутарх [19] . Но он точно знал, что до него не существовало астрономической системы, сравнимой с птолемеевой, просто потому, что никто не предложил метода вычислений, который мог бы заменить использованный Птолемеем. Тому, кто желал превзойти Птолемея (как Коперник), надо было предложить нечто большее, чем качественная космология. Кроме этого, следовало разработать математический аппарат, способный давать результаты по крайней мере не худшие, чем у Птолемея при расчете планетарных таблиц. В этом Коперник добился успеха. Его математическая теория использовалась для расчета таблиц даже астрономами, которые отвергали его космологическую систему.
19
Может показаться странным, что Коперник не претендовал на возрождение доктрин Аристарха Самосского (работал ок. 270 г.) – «Коперника Античности», который говорил о суточном и годовом движении Земли. Но наши знания об этой теории основываются только на паре предложений в «Псаммит, или Исчисление песчинок» (Sand-Reckoner) Архимеда и двух коротких ссылках у Плутарха. Возможно, Коперник никогда не видел работу Архимеда, поскольку она впервые была опубликована уже после его смерти. Первоначально он завершил первую книгу De Revolutionibus кратким перечислением трудностей, связанных с обсуждением сложных научных идей широкой публикой, после чего отметил, что, по некоторым сведениям, Аристарх имел то же мнение, что и Пифагор. Но позднее исключил эти параграфы.
Проблема видится яснее, если рассмотреть самые интересные и подробные из антиптолемеевых систем, предложенных до Коперника. В 1538 году появилась книга Homocentrics, посвященная, как и De Revolutionibus, папе Павлу III. Ее автор – Джироламо Фракасторо, итальянский гуманист, поэт, врач и астроном, – профессор логики в Падуе в то время, когда Коперник был там студентом. Фракасторо не утверждал, что определил центральную идею в Homocentrics, которая должна заменить эпициклы и эксцентрики Птолемея концентрическими (или гомоцентрическими) сферами, порожденными учеником Платона Евдоксом (работал ок. 370 г. до н. э.) и усовершенствованные Аристотелем. Фракасторо действительно уничтожил эпициклы и эксцентрики, но ценой весьма неправдоподобной системы, удаленной намного дальше от физической реальности, чем птолемеева система, на замену которой она предназначалась. Фракасторо предположил, что любое движение в пространстве можно разложить на три компонента, расположенные под прямыми углами друг к другу. Таким образом, движение планет можно представить в виде движения кристаллических сфер, оси которых расположены под прямыми углами друг к другу – по три на каждое движение. Далее он предположил – совершенно неуместно, – что, если внешние сферы двигают внутренние, движение внутренних сфер не влияет на внешние.
Это позволило ему ликвидировать многие аристотелевские сферы – те, которые служили для противодействия трению, вызванному двумя сферами, разрушающими друг друга. В то же время допускалось суточное вращение primum mobile для объяснения восхода и захода планет и фиксированных звезд. Таким образом, Фракасторо потребовалось всего семьдесят семь сфер. Он весьма ловко ликвидировал большой недостаток системы Аристотеля, заключающийся в том, что, если планеты расположены на экваторах сфер концентрически с Землей, не должно быть никаких отличий в их яркости. Он объяснил наблюдаемую разницу в яркости предположением, что сферы (материальные тела) обладают разной прозрачностью из-за разной плотности. Эта система (с которой и другие ученые тоже экспериментировали) показывает, в какой степени Коперник следовал моде времени, возрождая древние системы, чтобы заменить птолемееву. Она также свидетельствует об огромном превосходстве системы Коперника. Ведь, несмотря на подробное описание, Фракасторо не предложил замены вычислительным методам Птолемея. Он, безусловно, знал и понимал «Альмагест», но не обладал ни терпением, ни математическим даром, чтобы переписать его заново. Он удовлетворился объяснением, как избавиться от эпициклов и эксцентриков, не дав себе труда исследовать значимость его предположений относительно математического представления движений с помощью сфер.
Коперник написал De Revolutionibus как тщательную параллель «Альмагесту», пересмотрев вычислительные и математические методы для другой концепции планетарных движений. Книга I посвящена, как и книга I у Птолемея, общему описанию Вселенной: сферичности Вселенной и Земли, круговому характеру небесного движения, размеру Вселенной, порядку расположения планет, движению Земли, основным теоремам тригонометрии. Но только Птолемей писал о геоцентрической и геостатичной Вселенной, а Коперник настаивал на том, что Земля и все остальные планеты вращаются вокруг Солнца, отвергая аргументы Птолемея один за другим. Он также сумел добавить кое-что к птолемеевой тригонометрии. Книга II касается сферической тригонометрии, восхода и захода солнца и планет (теперь приписываемых движению Земли). Книга III содержит математическое описание движения Земли, а IV – движения Луны. В книге V описано движение планет по долготе, а в книге VI – по широте, или, как писал сам Коперник: «В первой книге я опишу положения всех сфер вместе с теми движениями Земли, которые я ей приписываю; таким образом, эта книга будет содержать как бы общую систему Вселенной. В прочих книгах движения остальных светил и всех орбит я буду относить к движению Земли, чтобы можно было заключить, каким образом можно сохранить движения и явления остальных светил и сфер, если они связаны с движением Земли» [20] .
20
De Revolutionibus. P. 5.
Никто не мог бы отвергнуть работу Коперника только потому, что он только в общих чертах описал систему, как другие авторы (и он сам в «Маленьком комментарии») делали раньше. Его труд можно рассматривать на той же основе, что и труд Птолемея. Нет ничего рассмотренного в «Альмагесте», что не было бы упомянуто в De Revolutionibus. Вероятно, Коперник хотел, чтобы его считали Птолемеем XVI века; он не мог поставить себе более высокую цель, чем объяснить, руководствуясь собственными представлениями, вид небес, известный Птолемею. Он верил, что его система заменит птолемееву, потому что она проще, гармоничнее, оригинальнее и лучше соответствует лежащей в основе философской базе, в соответствии с которой движения небесных тел были круговыми и представлены математическими кривыми, максимально приближенными к идеальным окружностям. Именно так Коперник хотел, чтобы рассматривали и оценивали его систему.
В сердце системы Коперника лежит мысль, которая требует самых обоснованных доводов: Земля движется. Именно из-за нее Коперник опасался, что астрономы поднимут его на смех и откажутся воспринимать серьезно. Предположить, что Земля движется, в XVI веке значило пойти наперекор всем общепринятым фактам. Идея могла показаться столь же абсурдной, как если сегодня заявить, что Земля стоит на трех китах. В наше время это понять трудно. Мы убеждены, что Земля движется, потому что нам твердили об этом с раннего детства, хотя сравнительно немного людей может представить тому реальные доказательства. В XVI веке по аналогичным причинам все знали, что Земля стоит на месте, и никому не нужны были доказательства того, что и так видно. Конечно, ученые и философы время от времени представляли условные доказательства, почти всегда взятые у Аристотеля и Птолемея. Так, обычно отмечалось, что Земля находится в центре Вселенной, потому что, согласно тенетам аристотелевской физики, это естественное место для тяжелых элементов, из которых главным образом состоит Земля. По сути, невероятно, чтобы такой тяжелый и пассивный объект двигался. Естественное движение земных элементов является прямолинейным, а естественное движение небесных элементов – круговым. Если бы Земля действительно вращалась вокруг своей оси, камень, брошенный с вершины башни, не упал бы на землю у ее подножия и т. д. Все эти и ряд других утверждений следовало опровергнуть.
Коперник сделал это уверенно и точно, где возможно используя аргументы Аристотеля. Например, на утверждение, что Земля не может вращаться, поскольку это противоречит ее природе, Коперник заявлял следующее: намного легче представить, что относительно маленькая Земля движется, чем что вращаются огромные массивные небеса, для чего требуется огромная скорость. (Чтобы назвать Землю маленькой, даже в XVI веке требовалось живое и очень богатое воображение, чем могли похвастаться очень немногие.) Коперник смело утверждал, что видимое движение небес на самом деле есть результат движения Земли, которая поворачивается вокруг своей оси каждые двадцать четыре часа. А опасения Птолемея, что в этом случае будет отставать атмосфера, необоснованны: атмосфера – часть земного пространства и в качестве таковой будет разделять, как и подвешенные в ней вещи, движение центрального ядра – Земли. Коперник не мог отрицать, что круговое движение естественно для небес, а прямолинейное – для Земли. Поэтому он был вынужден модифицировать строгие различия между небесной и земной физикой, которые так долго являлись главными принципами аристотелевского космоса. Сначала он модифицировал аристотелевскую физику, заявив, что круговое и прямолинейное движения вполне могут сосуществовать в одном теле, так что оно будет вращаться, пока его части движутся по прямой линии. Также он настаивал, что сферическая природа Земли движется по кругу, как и сферическая форма небесных тел.
Практически неосознанно отрицая важнейшую разницу между небесными сферами и Землей, Коперник начал наступление на космический дуализм, что не могло не закончиться фатально. Как только астрономы стали считать небеса и Землю одним целым, возникала необходимость рассматривать и их динамические проблемы совместно. Коперник был первым современным космологом, который приступил к разрушению давно возведенных барьеров между земным и небесным пространством. Они уничтожались один за другим, последовательно и непрерывно до тех пор, пока, наконец, в современной физике ньютоновская Вселенная не позволила вернуться к изначально досократовской концепции единого неизменного космоса. Не то чтобы Коперник к этому пришел. Его методика была чисто аристотелевской по духу, если не по содержанию. Он утверждал: «Мы представляем неподвижность более благородной и божественной, чем чередование и постоянство» [21] . Поэтому, если небеса благороднее, они должны быть в покое, а более низменная Земля – двигаться. Поскольку существовала возможность того, что небеса покоятся, а Земля находится в движении, Коперник считал вероятным, обоснованным и подобающим, что так оно и было. А от него ждали только возможных доводов.
21
De Revolutionibus. P. 15.
Перестройка птолемеевой системы для формирования коперниковской требовала большего, чем просто «придание движения» Земле. В кратком содержании, изложенном в «Маленьком комментарии», Коперник перечислил семь допущений (его собственные слова), которые необходимо принять до того, как начнется серьезное рассмотрение системы [22] . Прежде всего ему пришлось предположить, что нет одного центра движения всех небесных тел. Хотя он постулировал, что все планеты вращаются вокруг Солнца, а Луна – вокруг Земли. Такая дихотомия в то время считалась недостатком, поскольку одна из привлекательных черт птолемеевой системы заключалась в том, что все небесные тела вращаются вокруг одной точки. Затем Коперник «убрал» Землю из центра Вселенной. Она осталась только центром лунного вращения. Независимо от всего прочего, как невозможно было спорить с фактом, что тяжелые предметы падают на землю, так и представлялось очевидным, что Луна вращается вокруг Земли. Здесь система Коперника снова оказывалась в невыгодном положении, потому что физика и космология больше не поддерживали друг друга. Согласно аристотелевской физике, тяжелые тела падали на Землю, потому что она была центром Вселенной. Когда Коперник опроверг такое объяснение, тяжесть осталась мистической, оккультной силой, которой следовало бы дать новое объяснение. Он смог лишь постулировать, что тяжесть свойственна всем планетам, не конкретизируя далее.
22
Three Copernican Treatises. P. 59.