Е. Предтеченский - Иоганн Кеплер. Его жизнь и научная деятельность
После трех веков скорбного ученичества у арабов – у Аристотеля и Птолемея в арабской редакции – новые представители возникающей науки оказались, наконец, в состоянии отнестись критически к системе Птолемея и нашли в себе смелость возвратиться к столь богатой последствиями гениальной мысли Пифагора, высказанной за две тысячи лет до них. И лишь по мере того, как отрешались они от укоренившейся мысли о первенствующей роли Земли в мироздании, явилась и возможность для дальнейших успехов теоретической астрономии, вскоре увенчавшихся открытием истинного устройства планетного мира.
«Луч света, озаряющий теперь мир, блеснул, – говорит Вольтер, – из маленького городка Торна». Счастливая мысль Пифагора нашла себе гениального последователя в лице Коперника, смело и во всеуслышание высказавшего мысль о движении Земли в пространстве и вокруг своей оси и тем положившего краеугольный камень величественного здания новой астрономии. Сознавая недостатки существующей теории, Коперник, по его словам, начал искать лучшую систему у древних писателей и узнал о существовании гелиоцентрической гипотезы.
«Я стал размышлять, – говорит он, – о движении Земли, и, хотя это казалось мне нелепым, но зная, что в прежние времена были люди, которым предоставлялась свобода строить произвольные круги с целью уяснить эти явления, я полагал, что могу также взять на себя смелость испытать, нет ли возможности найти лучшее объяснение движений небесных светил, предположив движение Земли. Приняв таким образом нижеобъясненные движения Земли, я после усердных и продолжительных наблюдений нашел, наконец, что если рассматривать движения планет совместно с движением Земли, то из этого предположения вытекают не только все наблюдаемые нами явления, но также и то, что отдельные миры и вся система так связаны в своем порядке и величине, что ни одна точка не может быть перемещена без нарушения всего строя вселенной».
Но приняв новое основание для своей системы, Коперник не отказался от равномерного движения по кругам. Нужно сказать, что старые приемы долго еще существовали в новой астрономии, и даже сам Ньютон употреблял их, чтобы представить движение Луны.
«Небесные движения, – говорит Коперник, – суть круговые или сложенные из нескольких круговых, потому что их неравенства следуют постоянному закону и имеют периодичность, чего не могло бы быть, если бы они не были круговыми, ибо один лишь круг может сделать то, что происходившее прежде возвращается вновь».
Точно так же ему не казалось еще странным заставлять небесные тела обращаться около чисто геометрических центров, так как в его системе Солнце, в сущности, не было центром круговых планетных орбит и занимало эксцентрическое положение. Тем не менее уже одна только гипотеза подвижности Земли, по свидетельству Кеплера, делала ненужными целых одиннадцать движений Птолемеевой системы. Уже по одному этому можно судить, насколько сложна была старая система.
В первое время очень затрудняло Коперника и последователей его то обстоятельство, что Земля должна подставлять Солнцу попеременно то один, то другой из своих полюсов, обусловливая таким образом времена года. Для этого необходимо, чтобы ее ось вращения, при движении в пространстве вокруг Солнца, оставалась всегда параллельною самой себе, чего Коперник не мог объяснить иначе, как предположив у Земли третье движение, отвращавшее, так сказать, ее ось от Солнца, благодаря чему она могла подставлять Солнцу все точки своей поверхности и сохранять параллельность оси вращения. Дело в том, что Коперник, подобно древним, не в состоянии был представить себе, чтобы Земля могла висеть в пространстве без всякой поддержки, и полагал, что она, как и другие планеты, прикреплена к какой-то кристальной вогнутой сфере и лишь вместе с нею обращается вокруг Солнца, а в таком случае, не имея особого движения, она должна была бы подставлять Солнцу постоянно одни и те же зоны своей поверхности.
Знаменитый Тихо Браге принял систему Коперника только отчасти или, лучше сказать, держался своей собственной; по его системе все планеты обращаются вокруг Солнца, но это последнее вместе с Луною обращается вокруг Земли, одаренной, правда, вращательным движением.
Ревностный последователь Коперника Галилей сделал важное указание на то, что вращающееся тело может сохранять параллелизм оси вращения при своем обращении вокруг неподвижного центра, и доказал это на опыте. Таким образом, он показал, что третье движение, приписываемое Земле Коперником, совершенно излишне. Впрочем, жизнь Галилея была посвящена, главным образом, тому, что мы называем теперь физической астрономией, а затем физике и установлению основных начал механики; вопросом же о движении планет или вообще разработкой теории их на началах, предложенных Коперником, он почти не занимался. Тихо Браге почти исключительно был занят наблюдениями, то есть тем, что известно теперь под названием практической астрономии, а если отчасти и занимался теорией планет, то совершенно не в духе Коперниковой системы. Таким образом, вся область теоретической астрономии ждала человека, который принялся бы за ее разработку, как Галилей и Тихо занимались уже физической и наблюдательной астрономией.
Этим человеком, предназначавшимся как бы исключительно к этой именно работе, явился Кеплер. Одаренный слабым зрением, мало способный к астрономическим наблюдениям, но обладавший могучим и изобретательным умом, живым воображением, склонностью к созерцанию, неутомимым трудолюбием, восторженною и поэтическою душою, глубоким энтузиазмом к великому открытию Коперника, этот исключительный и великий гений соединял в себе все условия, необходимые для приведения к счастливому концу начатого Коперником дела, к созданию новой астрономии. Ему-то суждено было восторжествовать над Гиппархом, Птолемеем и ближайшим своим учителем Коперником, открыть истинное устройство Солнечной системы и законы движения планет и написать свое имя неизгладимыми буквами на звездном небе, где говорят нам о нем и его законах не только планеты, существование которых он предчувствовал, но не знал, но даже и едва доступные нашим могучим телескопам звездные пары, затерявшиеся в безднах пространства.
Замечательно, что все три отрасли астрономии – наблюдательная, физическая и теоретическая – начали разрабатываться почти одновременно и что точнейшие наблюдения Тихо Браге почти тотчас же могли подвергнуться теоретической обработке, а не ждать этого в продолжение многих лет. Проснувшаяся от долгого и тяжелого сна Европа как будто торопилась наверстать потерянное время; все деятели науки одинаково проникнуты были величайшим энтузиазмом, неся на алтарь своего божества все свои силы и способности, все свое достояние и саму жизнь, и смело творили великое дело, не отступая ни перед какими препятствиями, несмотря ни на какие удары судьбы. Дело Кеплера находилось в тесной зависимости от двух других отраслей астрономии, и если бы он не располагал наблюдениями Тихо Браге, необыкновенную точность которых признает он сам, то ему, вероятно, не удалось бы открыть трех знаменитых его законов; но зато важность этих законов такова, что если бы Ньютону было уже известно интегральное вычисление, то открытие всемирного тяготения нужно было бы приписать Кеплеру, так как открытие это является простым следствием бессмертных Кеплеровых законов и выводится из них несравненно легче, чем можно вывести Кеплеровы законы из ньютоновского закона тяготения. Несмотря на крайнюю ограниченность тогдашних математических средств, Кеплер дал, в сущности, полную теорию планет, так что к ней почти не оставалось ничего прибавить; и до сих пор, через двести пятьдесят лет, она излагается в учебниках в таком виде, какой дал ей Кеплер.
