По кругу с Землей. Коперник. Гелиоцентризм

Наука. Величайшие теории Выпуск № 16, 2015 Еженедельное издание

ISSN 2409-0069

Пер. с итал. — М.: Де Агостини, 2015.- 160 с.

Николай Коперник родился в Польше во второй половине XV века. В это время страна переживала период социального, политического, религиозного и научного расцвета. Польское государство лишь недавно утвердилось после многолетних войн с соседними странами. Большое влияние здесь имели католицизм и папская власть, помогавшие противостоять угрозам, исходящим от соседей. В польской столице Кракове было создано высшее учебное заведение, сравнимое с лучшими университетами Франции, Италии, Англии и Испании. Мировоззренческая революция, происходившая на всей территории Европы, охватила и Польшу. Убеждения, знания и идеи постепенно

трансформировались, что привело к радикальным изменениям во взглядах человека на окружающий мир и себя самого. Уже через несколько лет изменятся парадигмы европейской культуры, до сих пор считавшиеся вечными. В искусстве происходит переход от обскурантизма и средневековых представлений к блеску Возрождения. В работе «Государь» Никколо Макиавелли обозначил направление развития отношений между властью и подданными. В социальной сфере индивидуум стал играть роль, до этого ему не присущую. В научной сфере Леонардо да Винчи говорил о необходимости изучения реальности для составления ее адекватного описания и об исследовании природных феноменов.

Современниками Коперника были Макиавелли, Тициан, Микеланджело, Леонардо, Рафаэль, Мигель Сервет, Везалий, Кардано, Колумб, Васко да Гама, Магеллан, Бартоломе де лас Касас, Лютер, Кальвин, Эразм Роттердамский, Томас Мор, Игнатий де Лойола, Парацельс. Это только некоторые из тех, кто сотрясал в те годы основы западной мысли.

Однако Коперник не купался в лучах славы. На первый взгляд его биография кажется скучной — это история клирика, который, получив университетское образование, уединился в небольшой епархии в Вармии, на севере Восточной Пруссии, и посвятил себя решению административных задач, которые ему доверила Церковь. Его жизнь проходила в тени дяди по матери, князя-епископа, который опекал юношу после смерти его отца и взял на себя заботы об образовании племянника. До нас дошло очень мало биографических сведений о Копернике, выходящих за рамки его деятельности в качестве церковного администратора, и эти данные рисуют образ скорее счетовода, чем религиозного деятеля, и, разумеется, мало соответствуют представлениям о мыслителе, занятом чрезвычайно важной научной работой. Юный Николай погрузился в беспокойную творческую жизнь Кракова, куда переехал для продолжения высшего образования. Полученные здесь глубокие знания он дополнил во время длительного обучения в Италии. Академические интересы Коперника — как настоящего человека Возрождения — были разнообразны: медицина, право, астрономия, математика и даже астрология. Возможно, его переход в Ягеллонский университет, который в то время назывался Краковской академией, стал решающим моментом в пробуждении пламенного интереса к космологии. В Кракове юноша познакомился с известными учеными, достиг успехов в математике и астрономии и смог развить правильный подход к научным проблемам, который стал краеугольным камнем его дальнейшей работы. Судя по всему, именно здесь у него зародились сомнения по поводу господствовавших в то время взглядов на устройство Вселенной. В Кракове же выкристаллизовалось решение проблемы, занимавшей Коперника всю жизнь: как описать движение планет и найти модель, объясняющую аномалии системы Птолемея, согласно которой в центре Вселенной располагается Земля.

Геоцентрическая система устройства Вселенной приписывается Платону, хотя она была окончательно оформлена Аристотелем, а ее математическое обоснование представил Евдокс Книдский. Модель Платона предполагала наличие гигантской сферы, вращающейся вокруг нашей планеты и образующей то, что называлось «небом». Эта сфера совершает суточное вращение и, помимо этого, имеет годовой цикл. Без сомнения, в качестве объяснения реальности эта система имела определенные преимущества: она проста и соответствует тому, что человек может наблюдать невооруженным глазом, полагаясь только на собственные органы чувств.

Во II веке Клавдий Птолемей нашел блестящее альтернативное решение, которое помогало с большой точностью объяснить наблюдаемые движения. В своей системе он ввел сложную модель связанных сфер. Кроме того, он утверждал, что хотя все звезды и движутся вокруг нашей планеты, истинным центром их вращения является точка вне Земли, которую Птолемей назвал эквантом. Солнце, Луна и другие планеты вращаются вокруг этой точки по круговым орбитам с постоянной скоростью. На самом деле система Птолемея была не полностью геоцентрической, такой как система Аристотеля с Землей в центре Вселенной. Птолемей представил геостатическую систему с неподвижной Землей и планетами, вращающимися вокруг экванта. Эта теория не противоречила идеям Аристотеля, но дополняла их, как некий геометрический трюк, соединявший философское представление о Вселенной и наблюдения.

На протяжении 13 последующих веков совершенствовавшиеся астрономические вычисления породили противоречия, которые могли быть разрешены только дополнительным усложнением модели Птолемея. Однако сложность, которую привносили в модель новые эмпирические данные, вела в тупик. Модель утратила точность, а это влекло за собой значительные расхождения в предсказаниях (например, дат затмений), но прежде всего к отставанию календаря, что и стало причиной григорианской реформы 1582 года.

И здесь подключился открытый ум Коперника. Он сместил центр Вселенной к Солнцу и предложил полностью новое представление, соответствовавшее наблюдениям, которые проводили астрономы в разное время в разных местах. Коперник задал типичный вопрос ученого, который отважился свернуть с хорошо известного пути,— «А если это не так?» — и дал на него гениальный ответ. Он отбросил философские и теологические размышления, которые были лишь балластом на пути к истине, подумал о том, какое небесное тело могло бы стать наилучшим кандидатом на центр планетной системы, и пришел к выводу, что это Солнце. Затем, основываясь на наблюдаемых различиях между орбитами Меркурия и Венеры, с одной стороны, и между орбитами остальных планет — с другой, ученый расположил Землю внутри этой системы, объясняя вращение нашей планеты вокруг своей оси. Изменения, предложенные Коперником, могут показаться нам очевидными. Сегодня никому — за исключением, пожалуй, религиозных фундаменталистов — не приходит в голову усомниться в гелиоцентрической системе. Но не стоит считать грандиозное открытие Коперника банальным и недооценивать его важность. Предложенная им картина мира настолько прочно закрепилась в нашем воображении, что кажется естественной, совершенно не противоречащей ежедневному опыту. Однако в начале XVI века, когда Коперник решил изменить представления, господствовавшие в астрономии, все обстояло совсем иначе.

Ученый разрушил две устоявшиеся схемы. Первая — представление современников о Солнечной системе. Вторая — более тонкая и общая — подход к научному знанию. В своих работах Коперник опирался на эксперимент и логику, отбрасывая ненаучные убеждения, следующие из чувственного опыта или внешних по отношению к науке сфер, таких как религия или мифология. В этом смысле он модернизировал науку и методы познания, предложив то, что сегодня мы называем сменой парадигмы: отказ от определенного направления мысли и установку на радикальное изменение.

Таким образом, коперниканская революция должна рассматриваться на двух уровнях. В более узком смысле это замена аристотелевских и птолемеевых представлений о Вселенной, но в общем смысле — это отказ от осмысления реальности, основанного в большей степени на убеждениях, чем на экспериментальных данных. Коперник пошел против догм и дерзнул дать новое представление о физической реальности: отдельные исследователи догадывались о нем и прежде, но никто не отваживался принять его и развить.

Чтобы осознать значение и сложность его работы, следует понять природу проблемы, которая лежала вне пределов чистой науки. Птолемеева модель на самом деле была не чем иным, как научным представлением о сотворении мира. Это был космологический подход, связанный с преобладающими на то время воззрениями. Теология увязывала эти воззрения со Вселенной, в которой центральное место занимал Бог. Вселенная состояла из двух областей, каждая из которых имела свое устройство и природу: Земли и ее окрестностей, где были сосредоточены четыре первоэлемента и изменения происходили легко, и Неба, созданного из эфира, царства Бога, где все было совершенным и неизменным. Эти убеждения были так прочны, что в Кракове, во время учебы Коперника, преподавались две различные системы: натуралисты считали модель гомоцентрических сфер Аристотеля вполне реальной, в то время как математики опирались на птолемееву модель в вычислениях и полагали, что она не обязательно соответствует наблюдаемой картине, но позволяет предсказывать движение планет.

За свою жизнь Коперник опубликовал только две научные работы. В первом сочинении, которое вызвало большой интерес в научной и даже религиозной среде, исследователь попытался сформулировать свои гелиоцентрические идеи. Это новое представление о ближайшей Вселенной было впервые высказано, когда ученый был близок к своему 40-летию. Ему потребовалось еще 30 лет, чтобы теория получила развитие и увидела свет во второй работе. Почему же Коперник так медлил с публикацией окончательного варианта своего фундаментального труда?

Хотя прямых документальных доказательств нет, мы можем предположить, что эта задержка связана с особенностями личности ученого. С одной стороны, он с почти маниакальным вниманием подходил к проверке своих идей экспериментальными данными, полученными другими учеными и им самим. С другой стороны, возможно, причины связаны с его религиозностью и почитанием авторитетов. Коперник осознавал, что собирается опровергнуть представления, поддерживаемые уважаемыми классическими астрономами, а также Церковью, и не мог не чувствовать беспокойства при мысли о радикальной смене принципов, связанных в том числе с его религиозными убеждениями. Он чувствовал потребность в согласовании церковной доктрины и собственных убеждений. Мы можем предположить, что ученый вовсе не хотел стать жертвой Инквизиции, усилившейся в связи с лютеранской реформой, поэтому стремился придать своим рассуждениям стройность и полноту, которые могли защитить его от возможных гонений.

Он совершенно объективно оценивал риски, связанные с этой работой. Раскол между наукой и религией уже наметился. Судя по всему, Коперник отдавал себе отчет в том, что его открытия окажут воздействие на науку, даже если и не представлял себе, насколько сильным будет это воздействие, так как в то время было трудно предвидеть цепь событий, которые привели к предлагаемой им смене парадигмы. Скромный клирик, ведущий уединенную жизнь вдали от европейских образовательных центров, сотряс фундамент научного познания.