История астрономии. Последняя "схватка" геоцентризма и гелиоцентризма

Спустя немногие десятилетия после кончины Коперника была раскрыта революционная сущность его нового учения. Это сделал бывший монах одного из неаполитанских монастырей Джордано Бруно (1548—1600гг). Его незаурядный смелый ум, бескомпромиссное стремление к истине не только привели его на путь защиты и страстной пропаганды учения Коперника, но и помогли разбить рамки древних традиций, стеснявшие это учение, и пойти дальше в осознании истинных черт Вселенной.В 60-е годы по сокращенному изложению Ретина Бруно познакомился с гелиоцентрической теорией Коперника. Она показалась ему вначале нелепой, но заставила критически присмотреться к официальному учению Птолемея и более внимательно — к материалистическим учениям древнегреческих атомистов о бесконечности Вселенной. Особенно большую роль в формировании взглядов Бруно сыграло его знакомство с натурфилософским учением Николая Кузанского, в котором отрицалась возможность для любого тела быть центром Вселенной, поскольку она бесконечна. Пораженный этой идеей, Бруно понял, какие грандиозные перспективы открывал гелиоцентризм, если понимать его не как учение о всей Вселенной, а как теорию типичной для Вселенной системы — планетной.

Объединив философско-космологическую концепцию Николая Кузанского и четкие астрономические выводы теории Коперника, Бруно создал собственную естественно-философскую картину бесконечной Вселенной. Концепция Вселенной Бруно и в наши дни поражает глубиной идей и точностью научных предвидений. Она была изложена в двух сочинениях Бруно, изданных им в 1584 г.: «О причине, начале и едином» и «О бесконечности, вселенной и мирах». Вслед за Николаем Кузанским он отрицал существование какого бы то ни было центра Вселенной. Бруно утверждал бесконечность Вселенной во времени и пространстве и представлял небо как «единое, безмерное пространство, лоно которого содержит все», как эфирную область (понимая эфир как вид обычной материи), «в которой все пробегает и движется». Он писал: «В нем — бесчисленные звезды, созвездия, шары, солнца и земли, чувственно воспринимаемые; разумом мы заключаем о бесконечном количестве других».

«Все они,— пишет он в другом месте,— имеют свои собственные движения, независимые от того мирового движения, видимость которого вызывается движением Земли», причем «одни кружатся вокруг других». Бруно писал о колоссальных различиях расстояний до разных звезд и сделал вывод, что поэтому соотношение их видимого блеска может быть обманчивым. Он разделял небесные тела на самосветящиеся — звезды, солнца и на темные, которые лишь отражают солнечный свет «из-за обилия на них водных или облачных поверхностей». Бруно утверждал изменяемость всех небесных тел, полагая, что существует непрерывный обмен между ними космическим веществом. Эту идею он распространял и на Землю. В эпоху, когда все в мире и на Земле считалось неизменным, раз и навсегда созданным богом, который один только может вызывать какие-либо изменения, вроде библейского внезапного катастрофического потопа в наказание за грехи людей, Бруно утверждал, что «поверхность нашей Земли меняется, только через большие промежутки эпох и столетий, в течение которых моря превращаются в континенты, а континенты в моря». Общим фоном учения Бруно была идея саморазвития природы (хотя и понимаемого еще в духе древних — как проявление ее одушевленности).

Он утверждал общность элементов, составляющих Землю и все другие небесные тела, и считал, что в основе всех вещей лежит неизменная неисчезающая первичная материальная субстанция. В XVI в. это звучало, прежде всего, дерзким вызовом всемогущей церкви с ее претензией объяснить всю природу на основе Священного Писания. Новое, ошеломляюще смелое учение Бруно, открыто провозглашавшееся им в бурных и победных диспутах с представителями официальной науки, определило дальнейшую трагическую судьбу ученого. К тому же дерзость его научных выступлений была хорошим предлогом, чтобы расправиться с ним и за его откровенную критику непомерного обогащения монастырей и церкви...

Бруно предвидел свою судьбу. За много лет до рокового дня он писал: «Было во мне все-таки то, в чем не откажут мне будущие века, а именно: «Страх смерти был чужд ему, скажут потомки, силою характера он обладал более, чем кто-либо, и ставил выше всех наслаждений в жизни борьбу за истину». Силы мои были направлены на то, чтобы заслужить признание будущего». Спустя почти три столетия после казни Бруно в Риме на площади Цветов, на месте, где некогда был зажжен костер, прогрессивное человечество воздвигло памятник великому мыслителю с посвящением, начинающимся словами: «От столетия, которое он предвидел...» И действительно, к натурфилософии Бруно восходит своими истоками многоплановая современная картина вечной, никем не сотворенной, вещественно единой бесконечной развивающейся Вселенной с бесконечным числом очагов Разума в ней. Великий Ноланец, как его иногда называют в истории науки, набросал смелой кистью первый и достаточно четкий эскиз этой картины, опередив развитие наблюдательных знаний на четыре столетия. Еще не была раскрыта организующая сила Вселенной — всемирное тяготение.

Но уже приближалось время открытия ее первых «вселенских» законов — пока в рамках планетной системы. Предстоял долгий и трудный путь дорисовки этого эскиза, наполнение его красками и четкими линиями связей между явлениями, превращение в новую физическую картину мира. Многие идеи Бруно оказались преждевременными, недоступными для их понимания и принятия и были надолго забыты. Но одна уже вскоре овладела умами. Это — идея множественности обитаемых миров. Она существенно меняла астрономическую картину мира, и ее утверждение может быть квалифицировано как своего рода локальная революция в самой астрономии, ставшая первым следствием универсальной революции Коперника. Вплоть до середины XVI в. астрономия в Европе была чем-то вроде приложения математики (а также, добавим, и... медицины, через астрологию).

Хотя целью той или иной теории и было описание наблюдаемых явлений, сами наблюдения, как правило, были весьма грубыми. Но и они производились от случая к случаю, лишь в связи с тем или иным примечательным небесным явлением. Важнейшие астрономические величины все еще черпались не из новых наблюдений, а из сочинений древних греков. Например, продолжала использоваться оценка солнечного параллакса, данная еще... Аристархом Самосским (3 угловые минуты!).

В такой обстановке, в начале последней четверти XVI в., Европу облетела весть о появлении в Дании на островке Вэн невиданного астрономического городка, в центре которого возвышался «Небесный замок» («Ураниенборг»), где чудодействовал со своими огромными инструментами Тихо Браге (1546—1601), дворянин, променявший преимущества своего сословия на служение «Богине Неба» — Урании. К этому времени он уже был известен своими наблюдениями и описанием удивительной новой звезды, внезапно вспыхнувшей на небе в 1572 г. в созвездии Кассиопеи. Тихо Браге впервые показал, что этот «огненный метеор» вовсе не атмосферное явление (как считалось в аристотелевой картине мира), но что это удивительное изменение произошло на расстоянии не ближе других обычных звезд (впоследствии выяснилось, что эта звезда была сверхновой).

Браге определял положения и движения светил с небывалой до той поры точностью. К нему стекались многочисленные ученики, его посещали даже коронованные особы, правда, более интересуясь предсказанием судьбы по звездам... Впрочем, и сам Тихо Браге, вскоре пополнивший Небесный замок еще и Звездным замком, верил в астрологию и высказал как-то мысль, что планеты с их движениями по таинственным и удивительным законам не имели бы никакой ценности, если бы не предсказывали судьбы людей. Астрономией он увлекся в ранней юности. Однако первое удивление и восхищение точностью этой науки, вызванное наблюдением солнечного затмения в 1560 г., которое случилось в точно предсказанный день, вскоре сменилось разочарованием.

В предвычислении следующего наблюдавшегося им (1565 г.) редкого небесного явления — соединения двух планет — Юпитера и Сатурна — старые Альфонсинские таблицы XIII в. ошиблись на целый месяц, и даже новые, гелиоцентрические Прусские,— на несколько дней. Повышение точности астрономических наблюдений стало главным делом жизни Тихо Браге. До изобретения телескопа наблюдения велись невооруженным глазом. Существенного увеличения точности таких визуальных наблюдений можно было добиться лишь путем увеличения размеров инструментов — квадрантов и секстантов. На этом пути за полтора века до Браге великий узбекский ученый Улугбек достиг выдающихся успехов. Ничего не зная о своем предшественнике, по тому же пути пошел и датский астроном. Он добился невиданной для европейцев того времени точности в измерениях угловых расстояний между светилами (1—2 угловые минуты).

Еще в юности он задумал и построил свой первый инструмент для точных астрономических наблюдений — огромный квадрант с радиусом около 6 м и латунным кругом, разделенным на минуты. Наблюдение светил для большей точности велось через два диоптра (пластинка с маленьким круглым отверстием в центре), установленных на квадранте. Немалую роль в повышении точности наблюдений сыграли многочисленные внесенные Тихо Браге технические усовершенствования, а также новая, впервые разработанная и примененная им методика наблюдений. Правда, с появлением телескопа технические усовершенствования Тихо Браге в целом потеряли свое значение. Однако методика его наблюдений заложила основы современной астрономии. Одним из важных усовершенствований было введение различных поправок, учитывающих механические и другие погрешности, взаимная нейтрализация ошибок путем многократного повторения одного и того же наблюдения в различных условиях и т. д. В числе первых наблюдавшихся Браге объектов были кометы.

Измерив параллакс кометы 1577 г., он впервые в истории астрономии доказал, что это космические тела, а не атмосферные явления (как считал, например, даже много позже Галилей). Но самая большая из заслуг Тихо Браге — организация и проведение (впервые в истории европейской астрономии) систематических многолетних астрономических наблюдений. Если наблюдения Коперника исчислялись десятками, то у Тихо Браге наблюдений одного только Солнца — причем непрерывных, изо дня в день, из года в год — в течение 20 лет (!), насчитывалось несколько тысяч. В результате он измерил длину года с ошибкой меньше 1 секунды и составил таблицы движения Солнца, по которым его положение на небе определялось с точностью до 1'.

В движении Луды он открыл два новых неравенства — вариацию и годичное уравнение. Ему же принадлежит открытие колебаний наклона лунной орбиты к эклиптике и изменений в движении лунных узлов — точек пересечения орбиты Луны с эклиптикой. В последние годы жизни (1597 — 1598), проведенные в Праге, Тихо Браге составил уточненный каталог тысячи звезд (традиционное число; с надлежащей точностью были измерены координаты около 800 звезд). Наиболее важными для последующего развития астрономии оказались его весьма точные по тем временам измерения положении Марса. Они проводились непрерывно в течение 16 лет, за которые Марс успел 8 раз обойти вокруг Солнца. Планета наблюдалась по всей своей орбите.

Замечательной чертой Браге было и то, что наблюдения он рассматривал не как самоцель, но как средство для построения новых гипотез и теорий об устройстве мира планет. Мечтой его жизни было создать более точную теорию движения планет, ибо все существовавшие в то время астрономические таблицы, как уже говорилось, содержали наибольшие ошибки именно в предвычислении положений планет. Тихо Браге не принял гелиоцентрическую систему мира Коперника, с которой ознакомился по краткому ее изложению («Малый комментарий»). Он считал невозможным удовлетворительно объяснить расхождение прямых следствий системы Коперника с наблюдениями (отсутствие параллактического смещения у звезд и фаз у Венеры и Меркурия).

Объяснить же это удаленностью звезд и планет он также не считал возможным, поскольку не мог в свете распространенных тогда представлений о целесообразности природы объяснить существование совершенно не используемой пустоты между Землей и планетами, а особенно между планетной системой и звездами. Браге предложил в 1588 г. компромиссную систему — с неподвижной Землей в центре мира, вокруг которой обращаются Луна и Солнце, а уже вокруг последнего остальные пять планет. (Идея такой системы была высказана еще древними египтянами и затем была повторена Гераклидом Понтийским в IV в. до н. э. в Древней Греции.)

Именно эту систему надеялся подтвердить Тихо Браге с помощью своих наблюдений Марса. Не располагая, однако, ни временем, ни достаточными математическими познаниями, он пригласил к себе с этой целью в Прагу молодого немецкого математика и астронома И. Кеплера. Однако и тот не оправдал его надежд. Вопреки желанию и завещанию Браге, его обширные и точные наблюдения Марса стали фундаментом, на котором началось создание истинной механики неба, окончательно утвердившей справедливость гелиоцентрической планетной системы.

Главная страница раздела